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生物前沿知識匯總1、 Nature：新型轉(zhuǎn)基因水稻既高產(chǎn)又環(huán)保（2015.08.01）水稻是全球超過半數(shù)人口的主要能量來源，對于人類的糧食安全有著舉足輕重的影響。然而，水稻的生長過程每年會釋放超過一億噸甲烷氣體，貢獻(xiàn)了全球17%的甲烷（溫室氣體）的釋放量。來自中國福建農(nóng)科院、中國湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、瑞典農(nóng)業(yè)大學(xué)和美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合課題組近期在Nature刊文稱，通過轉(zhuǎn)基因增加一個(gè)基因SUSIBA2，可以讓水稻基本上不釋放甲烷而更加環(huán)保，而且淀粉合成量增加，導(dǎo)致食物含有的能量更多。大氣中甲烷是繼二氧化碳之后的第二大溫室氣體，對氣候變暖的“貢獻(xiàn)”占到20%。而水稻是因?yàn)槿祟惢顒佣鴮?dǎo)致的第二大甲烷釋放源。水稻引起的甲烷釋放，是因?yàn)樗臼切枰罅抗喔人淖魑?，水稻的根本被淤泥和水覆蓋，水稻根部產(chǎn)生了熱量和一些營養(yǎng)物質(zhì)，這為產(chǎn)甲烷的產(chǎn)生提供了非常好的條件，這就導(dǎo)致了水稻會產(chǎn)生了7-17%的甲烷量，每年甲烷的排放量在兩千五百萬到一億噸。隨著人口增加和糧食需求增加，水稻的擴(kuò)大栽培會繼續(xù)惡化這個(gè)問題，導(dǎo)致更多的甲烷排放進(jìn)入大氣。而科學(xué)家一直試圖找到轉(zhuǎn)基因方法使得水稻減少甲烷釋放，并且提供淀粉的合成或者聚集量，但是同時(shí)有這兩個(gè)特性非常困難。來自中國、美國和瑞典的聯(lián)合課題組，首次成功研發(fā)出了第一種轉(zhuǎn)基因水稻，可以同時(shí)減少甲烷釋放量和提高稻谷顆粒淀粉含量。其中的關(guān)鍵基因是大麥中的糖信號分子（Sugar signalling in barley 2，SUSIBA2）。SUSIBA2是一種只存在于植物的轉(zhuǎn)錄因子，參與調(diào)節(jié)糖分子誘導(dǎo)的基因表達(dá)，因而可能參與了能量分子從合成到固定下來的信號通路。過量表達(dá)SUSIBA2可以導(dǎo)致植物更高的淀粉合成和沉積量，因此，如果在水稻葉子和莖稈中過量表達(dá)SUSIBA2，可能會增加植株地上部分的淀粉合成量以及在稻穗中的沉積，并且減少甲烷的釋放量。兩個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)基因SUSIBA2水稻株被選擇出來，分別命名為SUSIBA2-77 和 SUSIBA2-80。其中SUSIBA2-77和其對照組（日本晴水稻）在2012年和2013年夏天在中國福州栽培實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水稻開花期前，SUSIBA2-77的甲烷釋放量降低到了10%，開花后28天，甲烷釋放量降為了0.3%。而且測序分析發(fā)現(xiàn)，甲烷釋放減少確實(shí)與SUSIBA2基因相關(guān)，而不是隨機(jī)插入基因組導(dǎo)致的。2014年秋季在中國福州、廣州和南寧三地又栽培了SUSIBA2-77 和 SUSIBA2-80發(fā)現(xiàn)，這兩種有相似的甲烷釋放規(guī)律，即在早上甲烷釋放量高于全天其他時(shí)間，這樣正好驗(yàn)證了SUSIBA2可以控制糖代謝，夏天和白天太陽很大的時(shí)候SUSIBA2基因活性也很強(qiáng)，這時(shí)候甲烷釋放量會降低很多?？蒲腥藛T還將繼續(xù)分析這個(gè)轉(zhuǎn)基因?yàn)槭裁磿?dǎo)致甲烷的釋放減少，他們希望得到更加具體的分子機(jī)制。在全球變暖的大背景下，溫度升高導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)圈（包括水稻）的甲烷釋放量都會增加，這又反過來會加劇全球變暖的進(jìn)程。這個(gè)SUSIBA2的轉(zhuǎn)基因水稻，則能夠很好地完成碳固定和再分配，導(dǎo)致釋放進(jìn)入大氣的碳減少，而富集在種子（稻穗）和地上部分（莖稈和葉子），這對于同時(shí)保障糧食產(chǎn)量和減少溫室氣體排放都有重要意義。水稻地上部分的生物量增加，又可以作為生物質(zhì)燃料的原料，為人們提供更多的能源選擇。因此，SUSIBA2轉(zhuǎn)基因水稻的安全性驗(yàn)證如果能夠通過的話，那么對于人類的可持續(xù)發(fā)展將具有重要意義。2、 Science：肥胖癥孕婦為什么往往會生出肥胖的子女？（2015.10.06）一般情況下，肥胖母親生育的孩子都有患肥胖癥或其他健康問題的風(fēng)險(xiǎn)。但究竟子宮內(nèi)發(fā)生了什么情況會導(dǎo)致肥胖癥在母嬰之間進(jìn)行傳播目前仍不清楚。然而，最近一項(xiàng)研究表明，胎盤是這一現(xiàn)象賠后的重要因素，并且指出一類作用于胎盤的激素可以保護(hù)子代小鼠免受肥胖小鼠母親帶來的不利影響。雖然一些研究者對這一研究結(jié)果仍持懷疑態(tài)度，但該結(jié)果為遺傳性肥胖癥患者提供了避免風(fēng)險(xiǎn)的方法。早在幾十年前，研究者們就發(fā)現(xiàn)子宮增加胎兒對一些健康問題的敏感程度。1944年荷蘭爆發(fā)的大饑荒中懷孕的人們在后續(xù)的生活中都患有較高程度的心血管疾病，糖尿病，癌癥等等。近期的動物實(shí)驗(yàn)表明：子宮中營養(yǎng)供應(yīng)不足將會引起DNA表達(dá)譜的變化，從而將遺傳性疾病帶給下一代。不過研究者們同時(shí)子宮中產(chǎn)生的另一效應(yīng)即營養(yǎng)過剩的遺傳控制頗感興趣。他們發(fā)現(xiàn)肥胖的孕婦生產(chǎn)后，其后代往往體型較大，體脂較高，而且患有代謝疾病的風(fēng)險(xiǎn)也更高，其中包括肥胖，高血糖等等。為了找到引發(fā)胎兒肥胖現(xiàn)象的根源，美國科羅拉多大學(xué)的發(fā)育學(xué)家們將目光投向了胎盤聯(lián)系胎兒與母體的唯一通道，也是胎兒在母體中汲取營養(yǎng)的唯一方式。胎盤過去一直被認(rèn)為是“被動型”的器官，不管母體發(fā)生什么變化都無一例外地一某種方式傳遞給胎兒。然而最近的研究發(fā)現(xiàn)胎盤更像是一個(gè)閘門，會選擇性地過濾掉一些東西。胎盤傳遞母體的營養(yǎng)一方面依賴于胰島素一類能夠促進(jìn)肌肉與脂肪細(xì)胞吸收糖分么降低血糖含量的激素。在孕期，母體的細(xì)胞對胰島素的敏感程大幅降低，從而使得血液中糖分，脂肪以及必需氨基酸等物質(zhì)提供，并通過胎盤進(jìn)行傳遞。同時(shí)，胰島素還能夠維持轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性，從而提高營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入胎兒體內(nèi)的效率。由于肥胖癥/糖尿病的孕婦體內(nèi)的胰島素含量與胰島素耐受性都比常人要高，這一系統(tǒng)反而會被過度利用，從而造成胎兒的肥胖癥狀。因此，研究者們希望利用別的激素來“以毒攻毒”，他們選擇一類叫做adiponectin的激素，該分子由脂肪細(xì)胞產(chǎn)生，能夠以兩種不同的方式調(diào)節(jié)胰島素的活性。首先，adiponectin能夠提高肌肉細(xì)胞對胰島素的耐受性，降低血糖；其次，它能夠抑制胰島素在胎盤中的活性，阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)。一般情況下肥胖畫著體內(nèi)adiponectin的含量都較低，因而作者希望通過人為提高該激素的水平控制這一不利現(xiàn)象。首先，他們肥胖小鼠孕期的最后4天，也就是胎兒生長的關(guān)鍵時(shí)期，靜脈注射adiponectin制劑。對照組小鼠不做該處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在通常情形下，肥胖小鼠生育的后代小鼠體重比正常小鼠高30%，而接受adiponectin刺激的小鼠生育的后代小鼠體重則回到了正常水平，這一結(jié)果證實(shí)了作者的猜想。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的PNAS雜志上。來自凱斯西儲大學(xué)的產(chǎn)科醫(yī)生，Patrick Catalano認(rèn)為該研究闡釋了一個(gè)新穎的代謝調(diào)控機(jī)制。然而他對這一構(gòu)想在人類上的應(yīng)用還保留意見，主要原因是adiponectin本身也會降低肌肉的含量，這會對嬰兒的發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響。3、 Science:科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對抗“超級細(xì)菌”的“超級英雄細(xì)菌”（2015.11.03）隨著人們對耐抗生素的超級細(xì)菌關(guān)注度逐漸提升，Salk研究所的科學(xué)家們也許找到了能夠解決這一難題的辦法即腸道部位寄生的、有時(shí)會移動到其它器官組織的超級英雄細(xì)菌。這些細(xì)菌能夠減輕感染帶來的長期負(fù)面效應(yīng)。在最近一期發(fā)表在Science雜志上的一篇報(bào)告類文章中，salk研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠微生物組中的一類大腸桿菌能夠提高小鼠對肺部以及腸道感染的耐受性，具體體現(xiàn)在一般小鼠在受到感染時(shí)肌肉組織會出現(xiàn)消解，這一類細(xì)菌能夠有效阻止這種情況的發(fā)生。如果人類體內(nèi)能夠找到具有相似特征的細(xì)菌，我們就有辦法治療由抗生素耐受性細(xì)菌引發(fā)的感染類疾病，比如膿毒癥等。一直以來，我們對于治療微生物感染的方案都集中在消除這些微生物上，然而真正具有致命性的并不是微生物感染本身，而是感染進(jìn)一步引發(fā)的副效應(yīng)。該研究的主要作者，來自salk研究所的助理教授Janelle Ayres說到。“我們的研究證明，對于一些損傷的阻止，比如肌肉消解癥狀，能夠明顯延緩感染造成的長期性危險(xiǎn)”。如果我們不對這些細(xì)菌趕盡殺絕，它們也不會快速地進(jìn)化從而變成我們都無能為力的超級細(xì)菌?？股卦?jīng)是世界上最有效、最具革命性的藥物，然而由于在強(qiáng)烈的藥物刺激壓力下，細(xì)菌發(fā)生著快速的進(jìn)化，如今也達(dá)到了其極限?？股啬退幮缘娘@現(xiàn)使得人類健康再一次面臨感染的威脅，自抗生素發(fā)現(xiàn)以來一度被認(rèn)為是輕而易舉可以治愈的疾病如今也再次成為了我們的噩夢。最近一項(xiàng)研究指出：美國醫(yī)院中發(fā)生的感染，其中一半的致病菌對常規(guī)的抗生素都是十分耐受的。根據(jù)美國疾病預(yù)防控制中心的報(bào)告，僅在美國范圍內(nèi)，每年有將近200萬人受到耐藥菌感染，其中23000因此死亡?？股卦?jīng)是醫(yī)藥界了不起的成就，然而利用藥物對細(xì)菌進(jìn)行殺滅具有其天然的弱點(diǎn)，這項(xiàng)研究共同作者，來自Ayres的科研助理Alexandria Palaferri Schiebe 說到：大多數(shù)研究者們至今仍在一門心思地尋找新的抗生素，然而這只是在為醫(yī)生與細(xì)菌之間的軍備競賽火上澆油。立足于疾病的耐受，即主要抑制這些疾病對人體造成的損害而不去管致病菌本身，才是有希望的一條新路。致力于解決感染等一系列問題，Ayres團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了微生物組。在人體內(nèi)，微生物的細(xì)胞數(shù)量甚至是體細(xì)胞的10倍，其總重量達(dá)到了體重的3%。盡管如此，這些微生物對我們?nèi)梭w的發(fā)育，以及與免疫系統(tǒng)的關(guān)系究竟如何還不清楚。Ayres從研究生時(shí)期就開始從事這方面的研究，她猜想腸道的微生物群體中可能包含著能夠保護(hù)機(jī)體免受感染損傷的細(xì)菌類別。已經(jīng)有很多證據(jù)支持這一觀點(diǎn)，但至今仍沒有任何一株細(xì)菌被鑒定，確認(rèn)對機(jī)體有保護(hù)作用?；谶@一背景，他們以小鼠為實(shí)驗(yàn)對象，通過篩選，他們發(fā)現(xiàn)有部分小鼠對感染引發(fā)的肌肉組織消解十分耐受，通過比較這一類特殊的小鼠與普通小鼠體內(nèi)的微生物群體，他們發(fā)現(xiàn)一類大腸桿菌菌株只在耐受型小鼠體內(nèi)出現(xiàn)。當(dāng)普通的小鼠通過飼喂定殖這一類大腸桿菌后，它們也獲得了在感染期間肌肉組織消解損傷的耐受性。下一步，他們希望研究這一類細(xì)菌是通過怎樣的方式使小鼠獲得這一耐受特征的。通過與同研究所的Ronald Evans實(shí)驗(yàn)室合作，他們發(fā)現(xiàn)：在感染期間，大腸桿菌從腸道遷移到脂肪組織，從而介導(dǎo)了肌肉組織的保護(hù)效應(yīng)。一般情形下，肺部或腸道感染的小鼠體內(nèi)IGF-1（insulin-like growth factor 1）激素水平會下降，這一激素是維持肌肉質(zhì)量的主要信號分子。然而，保護(hù)性的大腸桿菌能夠激活I(lǐng)GF-1信號通路，使IGF-1保持在一個(gè)正常的水平，因此盡管在感染期間依然保持了穩(wěn)定的肌肉質(zhì)量。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)大腸桿菌維持體內(nèi)IGF-1含量的方式是基于細(xì)胞內(nèi)一個(gè)叫做炎癥小體的蛋白質(zhì)復(fù)合體實(shí)現(xiàn)的。在炎癥反應(yīng)過程中，炎癥小體介導(dǎo)了下游炎癥因子的釋放。大腸桿菌利用相同的信號提醒機(jī)體異常狀況的出現(xiàn)，從而保持了IGF-1的水平。這一超級英雄細(xì)菌在人類體內(nèi)是否存在目前還不清楚，Ayres團(tuán)隊(duì)目前正在質(zhì)粒與研究該大腸桿菌的藥效維持時(shí)間，以及人類體內(nèi)是否存在這一類細(xì)菌。目前仍有許多問題需要解釋，不過這對于醫(yī)藥研究提供了新的思路，即微生物也許可以作為藥物進(jìn)行使用。4、 Cell：靶向作用腸道微生物群落或可幫助治療心臟疾?。?015.12.23）最近，來自克利夫蘭診所的研究人員通過研究首次發(fā)現(xiàn)，靶向作用腸道微生物可以幫助抑制由富含紅肉、雞蛋及高脂肪乳制品而引發(fā)的心臟疾病；這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)基于研究人員此前的研究結(jié)果，之前他們發(fā)現(xiàn)，氧化三甲胺（TMAO）一種在動物脂肪消化過程中在腸道中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，和動脈粥樣硬化及心臟疾病的發(fā)生直接相關(guān)。如今研究者在冷榨的特級初榨橄欖油和葡萄籽油中發(fā)現(xiàn)了一種名為DMB（3，3-二甲基-1-丁醇）的天然抑制劑可以幫助降低小鼠機(jī)體中TMAO級動脈粥樣硬化的水平，該研究或?yàn)殚_發(fā)新型療法來治療心臟疾病提供了新的線索和希望。研究者Hazen表示，很多慢性疾病，比如動脈粥樣硬化、肥胖及糖尿病等都和腸道微生物菌群相關(guān)，而且相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，我們可以通過靶向腸道微生物來有效抑制飲食誘導(dǎo)的心臟疾病的發(fā)生和進(jìn)展。TMAO是一種膽堿、磷脂酰膽堿及肉堿在消化過程中形成的腸道代謝物，這些物質(zhì)在動物性產(chǎn)品中很多，血液中TMAO的水平和高風(fēng)險(xiǎn)的心臟病、中風(fēng)及死亡直接相關(guān)；肉堿在紅肉和肝臟中含量豐富，而膽堿和卵磷脂則在牛肉、蛋黃、肝臟及高脂乳制品中含量豐富。當(dāng)前研究發(fā)現(xiàn)，靶向抑制TMAO產(chǎn)生的第一步，即共生微生物三甲胺(TMA)的產(chǎn)生，或許就可以幫助抑制飲食誘導(dǎo)的動脈粥樣硬化癥。研究人員對喂食高膽堿和高肉堿的小鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，利用DMB就可以成功抑制TMA的產(chǎn)生，而使用抑制劑的小鼠則機(jī)體中TMAO的水平較低，而且也不易發(fā)生動脈粥樣硬化，DMB并不是一種抗生素，本文研究表明或可幫助開發(fā)一種療法，在保護(hù)腸道菌群避免抗生素耐藥性的同時(shí)還可以靶向作用特殊的腸道微生物通路。最后研究者表示，我們發(fā)現(xiàn)靶向作用腸道微生物群落或可幫助有效阻斷飲食誘導(dǎo)的心臟疾病，抑制腸道微生物廢棄代謝物的產(chǎn)生或可降低TMAO的水平，并且?guī)椭种骑嬍骋蕾嚨膭用}粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)。5、 Nature：重大突破！首次制造出人單倍體胚胎干細(xì)胞（2016.03.21）在一項(xiàng)新的研究中，來自以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)、美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心和紐約干細(xì)胞基金會研究所的研究人員成功地產(chǎn)生一種新類型的胚胎干細(xì)胞，它只攜帶單拷貝人類基因組，而不是通常在正常干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)拷貝人類基因組。相關(guān)研究結(jié)果于2016年3月16日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Derivation and differentiation of haploid human embryonic stem cells”。這項(xiàng)研究中描述的這種單倍體胚胎干細(xì)胞是首個(gè)已知的能夠通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生攜帶親本細(xì)胞基因組單拷貝的人子細(xì)胞。人類細(xì)胞被認(rèn)為是雙倍體的，這是因?yàn)樗鼈冞z傳兩套染色體，總共46條染色體，其中23條來自母親，23條來自父親。唯一的例外就是生殖細(xì)胞（卵子和精子），它們是單倍體細(xì)胞，含有一套染色體，即23條染色體。這些單倍體細(xì)胞不能通過分裂產(chǎn)生更多的卵子和精子。之前利用人卵細(xì)胞產(chǎn)生胚胎干細(xì)胞的努力可導(dǎo)致雙倍體干細(xì)胞產(chǎn)生。在這項(xiàng)研究中，研究人員促進(jìn)未受精的人卵細(xì)胞發(fā)生分裂。他們?nèi)缓罄靡环N熒光染料標(biāo)記DNA，分離出這些單倍體胚胎干細(xì)胞，其中它們散落在更多的二倍體細(xì)胞中間。研究人員證實(shí)這些單倍體胚胎干細(xì)胞是多能性的，這意味著它們能夠分化為很多其他類型的細(xì)胞，包括神經(jīng)細(xì)胞、心臟細(xì)胞和胰腺細(xì)胞，同時(shí)保持著單套染色體。論文共同通信作者、耶路撒冷希伯來大學(xué)阿茲列里干細(xì)胞與遺傳研究中心主任Nissim Benvenisty博士說，“這項(xiàng)研究給我們提供一種新類型的胚胎干細(xì)胞，它們將對人類遺傳和醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生重要影響。這些干細(xì)胞將給科學(xué)家提供一種新的工具，改善我們對人類發(fā)育的理解，以及我們?yōu)楹问怯行苑敝扯皇菃斡H繁殖。”研究人員能夠證實(shí)利用可以靶向的僅僅一套基因，人單倍體干細(xì)胞可能成為一種用于遺傳篩選的強(qiáng)大工具。能夠影響單倍體干細(xì)胞中的單拷貝基因?qū)⒂袧摿Υ龠M(jìn)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（如癌癥研究、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和再生醫(yī)學(xué)）的遺傳分析。耶路撒冷希伯來大學(xué)阿茲列里干細(xì)胞與遺傳研究中心博士生Ido Sagi解釋道，“使用人單倍體細(xì)胞的最大優(yōu)勢之一就是更加容易編輯它們的基因?！痹陔p倍體細(xì)胞中，檢測單拷貝基因突變的生物學(xué)效應(yīng)是比較困難的，這是因?yàn)榱硪粋€(gè)拷貝基因是正常的，作為備份發(fā)揮作用。鑒于這項(xiàng)研究中描述的單倍體胚胎干細(xì)胞與卵細(xì)胞供者基因匹配，它們可能能夠被用來開發(fā)基于細(xì)胞的療法來治療諸如失明和糖尿病之類的利用基因相同的細(xì)胞會提供治療優(yōu)勢的疾病。這是因?yàn)樗鼈兊幕騼?nèi)容與生殖細(xì)胞相同，所以它們可能也可用于生殖目的。論文共同通信作者、哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心兒科發(fā)育細(xì)胞生物學(xué)助理教授Dieter Egli博士說，“這項(xiàng)研究是不同大陸不同研究機(jī)構(gòu)之間合作開展研究的杰出范例?！?、 Nature：顛覆傳統(tǒng)觀念！病毒選擇搭乘而不是殺死細(xì)菌群體！(2016.03.22)一項(xiàng)新的研究中，來自荷蘭、美國和巴西的研究人員在珊瑚礁附近茁壯成長的微生物中發(fā)現(xiàn)病毒和細(xì)菌之間的相互作用顛覆傳統(tǒng)觀念。隨著細(xì)菌密度在一種生態(tài)系統(tǒng)中增加，感染這些細(xì)菌的病毒數(shù)量也隨之增加。人們普遍認(rèn)為這種不斷增加的病毒群體接著會殺死越來越多的細(xì)菌，從而限制細(xì)菌群體規(guī)模。這是一種被稱作“殺死獲勝者（kill-the-winner）”的模型-勝利者是這些茁壯生長的細(xì)菌細(xì)胞，殺手是感染它們的病毒（大多數(shù)殺菌病毒被稱作噬菌體）。然而，在這項(xiàng)新的研究中，研究人員研究了珊瑚礁附近的病毒-宿主之間的動態(tài)行為，研究結(jié)果提示著在某些條件下，病毒能夠改變它們的感染策略。當(dāng)潛在的宿主細(xì)菌變得越來越多時(shí)，一些病毒放棄快速增殖，相反選擇平靜地停留在它們的宿主內(nèi)，因此降低它們的病毒數(shù)量。研究人員將這種備擇模型稱為“搭乘勝利者（piggyback-the-winner）”，而且它可能對基于噬菌體的藥物開發(fā)和面對促進(jìn)細(xì)菌繁榮生長的環(huán)境擾亂時(shí)的生態(tài)系統(tǒng)復(fù)原產(chǎn)生影響。相關(guān)研究結(jié)果于2016年3月16日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Lytic to temperate switching of viral communities”。 論文第一作者、美國圣地亞哥州立大學(xué)病毒生態(tài)學(xué)家Ben Knowles說，“殺死勝利者似乎說得通。它背后的邏輯已存在一段時(shí)間了。這是一種非常有吸引人的推理?！?Knowles、圣地亞哥州立大學(xué)博士后研究員Cynthia Silveira與一個(gè)國際合作小組決定測試這種新模型。他們收集太平洋和大西洋珊瑚礁附近富含細(xì)菌的海水樣品。他們?nèi)缓罄蔑@微成像和基因組技術(shù)分析了這些樣品中的細(xì)菌和感染它們的病毒的豐度和性質(zhì)。 基于殺死勝利者模型，研究人員將期待在高細(xì)菌密度和生長率的樣品中會在每個(gè)細(xì)菌發(fā)現(xiàn)更多的病毒。然而，Knowles和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)完全相反的情形：隨著細(xì)菌豐度增加，病毒與細(xì)菌的比率顯著下降。接下來，Knowles和他的團(tuán)隊(duì)開展一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)：他們在來自圣地亞哥教士灣和原始珊瑚礁位點(diǎn)的海水中培養(yǎng)細(xì)菌和病毒多天，在其期間，他們監(jiān)控病毒和細(xì)菌豐度。這些結(jié)果與他們的現(xiàn)場取樣相匹配：當(dāng)細(xì)菌群體繁榮時(shí)，病毒數(shù)量保持相對較低的水平。 為什么這些病毒不利用這個(gè)不斷增加的細(xì)菌群體從而感染它們并且快速增殖？為什么它們不殺死這些勝利者？為了進(jìn)一步探究這種現(xiàn)象，研究人員進(jìn)行宏基因組分析以便確定樣品中的這些病毒是表現(xiàn)出致命的掠奪特征，還是表現(xiàn)出非掠奪性生活方式特征。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)在含有更高細(xì)菌數(shù)量的樣品中，病毒群體變得并不那么致命。 更多的病毒并不增殖，也不殺死它們不斷增加的細(xì)菌宿主群體，而是將它們自己整合進(jìn)它們的宿主內(nèi)。這些病毒更加緩慢地增殖，避免與其他的病毒競爭，而且也避免接觸宿主自身的免疫防御。研究人員說，在細(xì)菌快速生長期間，這種搭乘勝利者模型要比殺死勝利者模型更好地解釋了病毒-宿主之間的動態(tài)行為。Knowles說，“當(dāng)你有快速生長的宿主，如果你是病毒，那么你從整合中獲利更多。它就是一種聰明的寄生行為?！?更好地理解這些動態(tài)行為有望改善人類健康。比如，特定噬菌體有望成為一種可能的療法用于治療諸如囊性纖維化之類的疾病，其中囊性纖維化是由常見的肺部細(xì)菌感染導(dǎo)致的。這一發(fā)現(xiàn)可能也有助于改善海洋生態(tài)學(xué)家對影響珊瑚礁健康的微生物力量的理解。7、 Nat Neurosci：罕見單基因突變加大患精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)（2016.03.22）遺傳因子在精神分裂癥的發(fā)生中扮演著重要角色，但目前科學(xué)家們僅僅剛開始尋找參與精神分裂癥發(fā)生的特殊基因；近日一項(xiàng)刊登于Nature Neuroscience雜志上的研究論文中，來自國外的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，SETD1A基因的罕見突變可明顯增加個(gè)體患精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)研究為闡明該病發(fā)生的特殊生物通路以及開發(fā)新型療法提供了新的線索。精神分裂癥患者通常會經(jīng)歷幻覺和妄想癥，同時(shí)他們還會缺乏一定動力及同社會“交往”的問題，精神分裂癥大約影響著1%的人群健康，目前并沒有有效的治療方法。很多科學(xué)家都認(rèn)為精神分裂癥患者機(jī)體的癥狀主要源于大腦發(fā)育過程中的改變，而這些改變部分源于環(huán)境因子的改變，但基因在其中也扮演著重要作用。桑格學(xué)院研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）的研究人員通過研究尋找和精神分裂癥相關(guān)的罕見小尺度的遺傳改變，研究者利用全外顯子組測序的技術(shù)檢測了編碼關(guān)鍵蛋白的部分特殊基因中的全部DNA序列，隨后他們檢測了被預(yù)測具有特殊破壞性的突變的序列數(shù)據(jù)，這些突變要么可以減少缺失功能的蛋白（LoF）的產(chǎn)生，要么可以明顯改變其序列。研究者指出，SETD1A基因的突變和個(gè)體患精神分裂癥直接相關(guān)，同時(shí)還會增加個(gè)體35倍的患病風(fēng)險(xiǎn)，盡管這種基因非常罕見，但研究者僅在精神分裂癥患者中發(fā)現(xiàn)了SETD1A基因LoF的突變。同時(shí)研究者還在患精神分裂癥的兒童中發(fā)現(xiàn)了SETD1A基因的LoF突變，這就表明SETD1A的突變或許并不一定光增加精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還會影響大腦的發(fā)育情況。本文研究證實(shí)了關(guān)鍵基因在塑造大腦發(fā)育過程中所扮演的重要角色，研究者指出，SETD1A突變可以使得大腦變得尤為敏感，SETD1A基因本身不光可以調(diào)節(jié)個(gè)體的患病過程，其還會對大腦的發(fā)育產(chǎn)生巨大影響。精神分裂癥和其它大腦發(fā)育障礙之間，比如自閉癥和智障，都存在一定的重疊性原因，揭示其之間存在的關(guān)聯(lián)或可幫助理解多種大腦發(fā)育障礙之間的關(guān)聯(lián)，也為開發(fā)新型療法提供了基礎(chǔ)和研究數(shù)據(jù)。8、 Nature:黑色素瘤診斷和治療取得重大突破（2016.03.26）與根特大學(xué)（UGent）研究人員合作，來自魯汶大學(xué)（KU Leuven）的VIB科學(xué)家們揭示了惡性黑色素瘤與非編碼RNA基因SAMMSON之間不同尋常的聯(lián)系。SAMMSON基因會在人類惡性黑色素瘤中特異性表達(dá)，而且引人注目的是，這種兇險(xiǎn)皮膚癌的生長高度依賴于這種基因。研究結(jié)論可能為改進(jìn)診斷工具和皮膚癌的治療鋪平道路。這項(xiàng)最新發(fā)表于Nature期刊的研究由Jean-Christophe Marine教授（VIB/KU Leuven）和Pieter Mestdagh教授（UGent）領(lǐng)導(dǎo)，預(yù)計(jì)將引起巨大的轟動。長期以來，人類基因組中很大一部分被認(rèn)為是垃圾DNA，因?yàn)樗粎⑴c蛋白質(zhì)編碼。然而，最近的研究表明，它會產(chǎn)生許多在基本生物過程和疾病中扮演重要角色的非編碼RNAs。幾年來，Marine教授（VIB/KU Leuven）和Mestdagh教授（UGent）的實(shí)驗(yàn)室一直在研究非編碼RNA基因?qū)Π┌Y的促進(jìn)（作用）。他們對長鏈非編碼RNA（lncRNA）基因特別感興趣。在癌癥中篩查lncRNA基因?yàn)榱嗽u估特異性長鏈非編碼RNA基因在皮膚癌發(fā)展中的重要性，VIB實(shí)驗(yàn)室與根特大學(xué)兒科和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)系建立合作。Pieter Mestdagh領(lǐng)導(dǎo)的根特大學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了大規(guī)模篩查，以研究眾多l(xiāng)ncRNAs在不同癌癥類型之間的表達(dá)。篩查識別SAMMSON作為一種黑色素瘤特異性lncRNA。Pieter Mestdagh（UGent）說：我們的研究表明，長鏈非編碼RNA基因SAMMSON會在人類黑色素瘤中特異性地表達(dá)，并在大約10%的病例中復(fù)制或擴(kuò)增。此外，在正常的黑色素細(xì)胞和其他任何正常的成體組織中都沒有發(fā)現(xiàn)SAMMSON。SAMMSON獨(dú)特的表達(dá)譜讓我們假設(shè)，該基因可能在黑色素瘤的病因?qū)W中扮演重要角色。VIB團(tuán)隊(duì)證實(shí)，SAMMSON會在超過90%的人類惡性-而非良性-黑色素瘤臨床樣本中特異性地表達(dá)。此外，他們表明，SAMMSON基因會被黑色素瘤特異性轉(zhuǎn)錄因子SOX10激活，解釋其黑色素瘤特異性表達(dá)模式。黑色素瘤對SAMMSON成癮而且，VIB科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了黑色素瘤細(xì)胞對SAMMSON表達(dá)的顯著依賴性。當(dāng)在黑色素瘤培養(yǎng)中減少SAMMSON時(shí)，無論是什么類型的黑色素瘤，癌細(xì)胞都會快速而大量地相繼死亡。這導(dǎo)向了SAMMSON成癮的關(guān)鍵結(jié)論，并反映在論文的題目之中。Jean-Christophe Marine教授（VIB/KU Leuven）說：在體外和小鼠臨床前研究中，我們已經(jīng)證明，通過靶向反義分子阻斷SAMMSON，（能夠）顯著減少黑色素瘤的生長。重要地是，我們還發(fā)現(xiàn)，SAMMSON被召集到為癌細(xì)胞提供能量的線粒體。通過促進(jìn)SAMMSON降解，這些反義分子能夠中斷至關(guān)重要的線粒體活性，阻止腫瘤生長。換句話說：SAMMSON成癮是一個(gè)明顯的脆弱點(diǎn)，我們可以通過靶向療法來進(jìn)行打擊，而不影響來自宿主或患者的正常細(xì)胞。下一步的臨床試驗(yàn)還需要進(jìn)一步的研究來牢固確立該研究的假設(shè)：SAMMSON可以作為惡性黑色素瘤的生物標(biāo)記物。由于SAMSSON基因不在良性黑色素瘤中表達(dá)，因此它的出現(xiàn)可能是開發(fā)新診斷工具的關(guān)鍵因素，可能顯著改善黑色素瘤的預(yù)后。也許更重要的是，UGent-VIB/KU Leuven合作努力的結(jié)果為皮膚癌新療法奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這些研究人員將很快開始毒理學(xué)研究，而且正在與不同的行業(yè)參與者啟動談判，以探索未來的互惠合作。9、 Science：腫瘤干細(xì)胞可被藥物逆轉(zhuǎn)（2016.03.29）科學(xué)人員一直認(rèn)為在實(shí)體瘤中存在著一群具有高侵襲能力的癌細(xì)胞：腫瘤起始細(xì)胞（也叫腫瘤干細(xì)胞，Tumor-initiaingcellsorCancerstemcells）。這些細(xì)胞對常規(guī)化療有很強(qiáng)的抗性，它們的存在促進(jìn)了腫瘤發(fā)生，惡化以及轉(zhuǎn)移到其它器官。最近幾年，它們一直被視為癌癥治療的重要目標(biāo)。如果在患者體內(nèi)這一類細(xì)胞被控制住的話，那么就可以有效地控制癌癥的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到控制癌癥的目的。最近由著名腫瘤生物學(xué)家RobertA.Weinberg帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在Science雜志上的發(fā)表了一項(xiàng)精彩的研究工作。他們嘗試去找到能特異殺死這些導(dǎo)致癌癥發(fā)生或著抑制住這些具有高侵襲性的癌細(xì)胞的靶向藥物。Weinberg假設(shè)通過靶向藥物可以誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞從間質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)向上皮細(xì)胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)化（mesenchymal-to-epithelialtransition,MET），使得具有高度轉(zhuǎn)移能力的腫瘤干細(xì)胞在藥物的靶向誘導(dǎo)下，恢復(fù)成為有極性的上皮特性的細(xì)胞。這樣，腫瘤干細(xì)胞在患者體內(nèi)喪失了高度侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移的能力。首先，科研人員通過篩選找到能激活促進(jìn)CDH1基因轉(zhuǎn)錄的藥物，CDH1是E-cadherin蛋白的基因，而E-cadherin是上皮細(xì)胞膜上非常關(guān)鍵的細(xì)胞連接標(biāo)志膜蛋白，從而確定了這些藥物能促進(jìn)MET轉(zhuǎn)化。然后，通過這個(gè)篩選結(jié)果發(fā)