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7月王牌聚焦:年中盘点袭来—上半年最受瞩目的研究

2019/8/2 22:38:12??????点击:

2019年上半年已收官,最受关注的研究论文有哪些呢?

1.死去了还可以恢复大脑功能

耶鲁大学科学家报告称他们在死亡4小时后,恢复了猪的大脑中循环系统和细胞活性,之前长期以来科学家都认为死亡后某些脑功能会停止作用,而且这是不可逆转的,这项新研究提出了不同的观点。这一研究成果公布在4月18日Nature杂志上。

研究人员从肉类加工厂获得了死后猪大脑,进行分离后用专门设计的化学溶液浸泡,结果发现许多基本的细胞功能恢复了。

文章作者,耶鲁大学神经科学和遗传学教授Nenad Sestan说:“大型哺乳动物完整的大脑保留了先前未被充分认识的循环系统恢复能力,以及循环停止后数小时的某些分子和细胞活性的恢复能力。”

不过研究人员也强调,这些大脑缺乏正常脑功能相关的任何可识别的电信号。

“我们完全没有观察到与感知,意识或意识相关的有组织的电活性,”共同第一作者,Zvonimir Vrselja说,“临床定义上来说,这不是一个活的大脑,但它确实是一个细胞活跃的大脑。”

大脑内的细胞死亡通常被认为是一个迅速且不可逆转的过程。切断氧气和血液供应,大脑的电活动和意识迹象会在几秒钟内消失,而能量储存也会在几分钟内耗尽。目前的观点认为,一系列级联损伤和死亡分子随后被激活,引发广泛的,不可逆转的退化。

然而,Sestan实验室的研究人员观察到,他们常规工作的小组织样本显示出了细胞活性的迹象,即使死后数小时收集的组织也有细胞活性。

研究人员在猪死后4小时,连接了大脑的脉管系统,使用他们称之为BrainEx的系统——一种新开发的独特配方溶液保护脑组织。结果发现神经细胞完整性得以保留,某些神经元,神经胶质和血管细胞功能得以恢复。

2.人体对“细菌”和“病毒”感染分不清楚,原因竟然是噬菌体作怪!

蒙大拿大学的研究人员在《Science》发表了关于细菌如何引起感染的新见解,可能有助于未来的抗感染治疗。

“噬菌体通常被视为细菌寄生虫,”该论文的合著者助理教授Patrick Secor说。由于耐抗生素的细菌流行率越来越高,利用噬菌体(噬菌体疗法)替代抗生素杀死致病细菌的研究逐渐升温。

噬菌体多种多样,被认为是地球上最普遍的生物实体。“当我们寻找感染致病菌铜绿假单胞菌的噬菌体时,我们发现大多数菌株都感染了一种名为Pf的噬菌体,但这种噬菌体不会杀死它们的细菌宿主,”Secor说。

当Secor和斯坦福大学的研究人员在人体伤口中寻找Pf噬菌体时,他们惊讶地发现了大量丝状噬菌体——平均每个拭子上有100万个Pf噬菌体。

Secor课题组以前研究过噬菌体是如何影响细菌毒性的。“因此,我们问,这些Pf噬菌体是否可能直接与人体免疫系统相互作用?”

他们与斯坦福大学的合作者一起发现,Pf噬菌体被免疫细胞识别为了病毒,识别冷病毒的细胞表面受体同样也可以识别噬菌体。“这是一个关键的发现,”Secor说。“这些噬菌体诱导了抗病毒反应,但是面对细菌感染,这是一种不适当的免疫反应。”

研究人员认为,这种不适当的免疫反应使细菌在伤口或肺内获得“掩护”,从而建立感染。研究人员希望,他们的发现可以刺激新研究,通过靶向感染细菌的噬菌体发展控制感染的有效策略。

3.影响男性性取向的生物学机制

多伦多大学密西沙加分校心理学系的Doug VanderLaan教授实验室开展了一项研究,旨在研究被认为影响男性性取向的生物学机制。

Vanderlaan的研究评估了生命早期生物过程的标志物是否相互配合共同促进男性同性性取向,或相互独立地影响性取向。

“这些生物标志物以前都是被独立研究的。但我们考虑的是这些影响之间是否存在某种相互作用或联系,”Vanderlaan说。

Vanderlaan研究的生物标记包括被试的哥哥数量、左右手使用率以及他们家中是否有男同性恋和/或双性恋的男性亲属。Vanderlaan的研究小组使用了一种统计技术隐概况分析(LPA)来帮助确定这些生物标志物是聚集在同一个体中还是只存在于特定的男性亚群中。

这项研究发现了至少四个不同的亚组证据:哥哥数量多的男性,非右手习惯程度更高的男性,同性恋和/或双性恋男性亲属多的男性,以及其余的这些生物标记物水平较低的男性。

研究得出结论,这些生物标志物可能反映了不同的男性亚群。属于前三个亚组的被试者比生物标志物水平较低亚组的更具有同性恋性取向。

Vanderlaan说:“这些发现很可能反映了被同性吸引的男性亚群的性取向与不同的发育过程有关。”


4.控制全身再生过程的基因开关

当谈到再生时,我们都会想到一些动物令人惊讶的再生能力,比如从蝾螈身上割下腿,它还能重新长出来。当受到威胁时,壁虎会让它们的尾巴断落,分散注意力,以后再重新生长。甚至还有一些动物,如涡虫水母可以在被切成两段的时候还可以再生出整个身体。

为什么这些动物似乎可以永远不死呢?其中的分子机制是什么呢?

来自麻省理工学院的进化发育生物学家Mansi Srivastava研究组近期发现了大量调控全身再生基因的DNA开关,这一重要发现公布在3月15日的Science杂志上。

5.DNA显微技术

显微镜再次被颠覆了。

以前,科学家们利用传统意义上的光,X射线和电子显微技术来观察组织和细胞。今天,科学家们可以在整个大脑中追踪线状的神经纤维,甚至可以看到心脏还在砰砰跳动的活体小鼠胚胎。

但是这些显微镜无法看到:在基因组水平的细胞中发生了什么?

为此,一组研究人员发明了一种非传统的成像方法,他们将其称为“DNA显微镜(DNA microscopy,生物通注)”,研究人员利用这种技术确定了分子在样品中的相对位置,而不用于依赖光或任何类型的光学器件。

这项新发明公布在6月20日的Cell杂志上,由霍华德休斯医学研究所(HHMI)的张锋研究员,Aviv Regev研究员领导完成。

文章一作,霍华德休斯医学研究所的生物物理学家Joshua Weinstein表示,通过DNA显微镜,科学家们可以构建细胞图像,积累大量的基因组信息。 “这为我们提供了另一层我们之前无法看到的生物学。”

“这是一种全新的显微镜类别,”Regev说,这不仅仅是一种新技术,而且开创了新的领域,带来了之前我们从而想到过的事情。