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Science杂志最受关注的文章(9月)

2019/9/27 10:10:19??????点击:

美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办,是国际上著名的自然科学综合类学术期刊,与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论,许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的,比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系,标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括:

Large-scale GWAS reveals insights into the genetic architecture of same-sex sexual behavior

由美国、丹麦、澳大利亚、瑞典、荷兰等地的科学家组成的研究组通过对多达47万人的遗传信息进行全基因组关联分析(GWAS),指出基因组特征仅能部分解释同性性行为,人体中只有8%-25%的基因能解释同性性行为,不存在单一的“同性恋基因”,

这一研究发现公布在Science杂志上,指出人类性行为的复杂性。

拉德堡德大学的行为遗传学家Jacqueline Vink(未参与该项研究)说,“这篇论文的优势在于它使用了一个非常大的数据集,这些方法使研究人员能够找到与同性性行为相关的新基因,并更多地了解可能的生物途径。”

耶鲁大学医学院的精神病学家和遗传学家Joel Gelernter(未参与该项研究)也表示赞同,“这项研究分析迄今为止这类特征的最大样本,并进行了细致的数据解析,表明同性性行为的遗传学与其他复杂性状的遗传相似,”因为许多基因都参与其中,每个基因都只对其自身产生非常小的影响。

在这项研究中,研究人员收集了英国的生物银行数据库(408995人)和美国的23and me数据库(68527人)的个体遗传信息,询问他们回答有关性经历以及他们与同性或其他性别伴侣的交往程度。研究人员将至少发生过一次同性性行为的人群称为“非异性恋者”,其他称为“异性恋者”。

虽然这项分析是迄今为止探测这些基因的最大分析,但这仍然受限于477,522名参与者的样本中仅包括26,827名有同性性行为的个体。Gelernter认为,研究人员仍然需要更大的样本来了解其相关的特定基因和途径。 “但这也是我们对同性性行为遗传学研究的一大进步,”他说。

Stabilized genetic constructs through engineered synthetic communities

加州大学圣地亚哥分校的生物工程师开发出一种新方法,可以显著延长基因回路的寿命,用于指导微生物生产和输送药物,分解化学品和作为环境传感器等功能。

由于各种突变,合成生物学家们插入微生物的大多数回路在一段时间后(通常是几天到几周)会完全从微生物中断或消失。而最新的这项研究证明,可以让遗传回路保持更长时间。

这一研究发现公布在9月5日的Science杂志上,这种方法的关键是研究人员能够完全替换一个携带遗传回路的子群体,重置突变时钟,同时保持回路运行。

“我们已经证明,我们可以稳定基因回路,而不会陷入对抗进化的过程,”加州大学圣地亚哥分校生物工程和生物学教授Jeff Hasty说,“一旦我们停止在单个细胞水平上对抗进化,我们就会发现,只要我们想要,就能保持代谢昂贵的遗传回路。”

目前这项合成生物学项目的目的是开发新型癌症疗法。

The formation of human populations in South and Central Asia

有史以来最大规模的古代人类DNA研究,以及来自古代印度河流域文明的个体第一个基因组,以前所未有的细节揭示了中亚和南亚人口随时间变化的血统。

这些成果公布在9月5日的Science和Cell杂志上,也回答了有关农业起源和南亚和中亚印欧语言来源的长期问题。同期Science杂志还发表了点评文章,指出“这个数据集的规模令研究人员能比先前跨越更多时空点进行基因组比较,令他们能更完美地应对,在几年前还一直无法回答的问题。”

生活在很久之前人类保存至今的基因遗存可为古代人群的活动和互动,以及重大文化创新(如耕种、放牧或语言等)的全球性传播提供一个清晰的视窗。

这项研究由北美,欧洲,中亚和南亚的遗传学家,考古学家和人类学家共同完成,分析了524名从未研究过的古代个体的基因组。这项工作使全球公布的古代基因组总数增加了约25%。

研究人员通过将这些基因组相互比较,并与之前测序的基因组进行比较,将信息与考古学,语言学和其他记录放在一起,这样从中石器时代填写了许多关于谁生活在该地区不同地区的关键细节。这项研究不仅记录了欧亚草原、近东和东南亚各人群间的基因交换,它还揭示了一个反映了与在古代欧洲所见有着类似且平行基因组模式的人群历史,这些发现或能阐明印欧语言文化的传播。

Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation

瑞典卡罗琳斯卡医学院的研究人员发现了一种新感觉器官,能够感知检测机械疼痛损伤,例如刺破和撞击。

疼痛会带来痛苦,并造成巨大的社会损失。每五个人中几乎就有一个人经历着持续的疼痛,并且希望能找到新的止痛药。然而,我们人体的存活也需要对疼痛的敏感性,因为这具有保护功能。疼痛能引起反射反应,防止对组织造成伤害,例如当您感觉到尖锐物体的刺戳,或者烧伤时会将手拉开。

卡罗琳斯卡医学院的研究人员在皮肤中发现了一种对有害环境刺激敏感的新感觉器官。它是由多个长突起的神经胶质细胞组成,并且它们共同构成皮肤内的网状器官。这一器官对疼痛的机械损伤,如刺和压力敏感。

这项题为“Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation'”的最新研究描述了新的疼痛敏感器官的外观,它是如何与皮肤疼痛敏感的神经一起组织的,以及器官的激活如何导致神经系统中的电脉冲,导反射反应和疼痛体验的。

构成这一器官的细胞对机械刺激非常敏感,这解释了它们参与检测疼痛的针刺和压力的机制。通过实验中,研究人员还对器官进行了阻断,结果发现机械性疼痛感降低了。

“我们的研究表明,对疼痛的敏感性不仅发生在皮肤的神经纤维中,而且也发生在这一新发现的疼痛敏感器官中。这一发现改变了我们对身体感觉的细胞机制的理解,增加对慢性疼痛的理解,”Ernfors说。

Assessing the land resource–food price nexus of the Sustainable Development Goals

对人类白血病中的TP53突变所进行的一则综合性功能分析或能反驳一个主要基于小鼠研究的运作假设,即错义突变给p53肿瘤抑制蛋白赋予了新的致癌功能;但这项新的研究提示,这项突变所发挥的是一种降低野生型p53癌症抑制活性的“显性-负面”效应。

TP53是编码肿瘤抑制蛋白p53的基因,它是人类癌症中最常见的突变基因。在所有类型的癌症中,这些突变绝大多数为错义突变,后者会产生总体影响未知的非功能性或功能失常性蛋白。

鉴于所有类型癌症中p53突变株的压倒性发生率及数十年的有影响性研究的支持,p53错义突变被广泛认作会通过获得致癌功能(GOF)而将该肿瘤抑制因子转变为肿瘤促进因子。尽管这一结论已得到确立,但p53的癌症相关性仍然存在争议。

为了更好地了解p53基因突变的功能性后果,Steffen Boettcher和同事在人类髓样白血病中对TP53突变进行了深入分析。作者用CRISPR/Cas9制造了表现出最常见p53错义突变株的同基因型人类白血病细胞株。 令人惊讶的是,这一同基因型分析以及综合性突变筛查、小鼠体内实验及临床数据分析无法产生错义突变会将新的致癌功能赋予缺陷型p53蛋白的证据。相反,作者发现了p53错义变体的主要的显性-负面影响(DNE)作用,后者能降低白血病中非突变型p53的肿瘤抑制功效。