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Nature:1月份不得不看的10大亮点研究

http://25xi.cn |2020-08-01 17:26:50

养生之道网导读:染色质在细胞核中是怎样折叠的对从基因表达的调控到DNA复制的很多生物过程都有重要意义。庄小威及同事用超分辨率成像方法来直接观测果蝇染色质的组织,其观测尺度......

1月份已经结束,小编盘点了这个月来Nature系列杂志的10大亮点研究。

【1】染色质组织的直接成像

染色质在细胞核中是怎样折叠的对从基因表达的调控到DNA复制的很多生物过程都有重要意义。庄小威及同事用超分辨率成像方法来直接观测果蝇染色质的组织,其观测尺度小至单一基因的大小、大至基因调控区域的大小。他们发现,转录活性染色质状态、非转录活性染色质状态和被Polycomb抑制的染色质状态每个都有截然不同的空间组织。非转录活性染色质与一个聚合物分子的“fractalglobule”状态相似,而“Polycomb域”则有独特的紧凑组织,并与其他区域在空间上是分离的,这可解释为什么基因表达在这种状态下受到如此强烈的抑制。

【2】对BET抑制剂产生抗药性的根源

以BRD4等“bromodomainchromatinreaders”为目标的BET抑制剂正在作为癌症的潜在治疗药物被加以研究利用。在这项研究中,KorneliaPolyak及同事研究了乳腺癌细胞系和异种移植小鼠模型对BET抑制剂的反应。他们发现,三阴性乳腺癌细胞系对BET抑制剂有反应。虽然会出现抗药性,但没有发现存在涉及药物外排的机制或者“bromodomain基因”或已知“驱动基因”(drivergene)所发生突变的机制。相反,存在转录变化和BRD4独立于其bromodomain向染色质中补充的增加,同时还伴随着其磷酸化的增加。这篇论文,连同Nature杂志最近发表的来自MarkDawson和JohannesZuber的实验室的另外两篇关于不同癌症的论文,为改善对BET抑制剂的临床反应提供了潜在途径。

【3】外部因素和癌症风险

最近的分析表明,对某些癌症,组织干细胞的内在行为也许是造成恶性转变和癌症发展的原因,从而提出了外在因素可能会影响肿瘤发生的问题。YusufHannun及同事提供的证据表明,与干细胞动态相关的内在风险因素只对癌症形成有很小贡献,在所观察到的癌症风险中并不是一个主要因素。这一新的分析表明肿瘤发展是受外在因素影响的,也显示了在癌症预防中将它们考虑进去的重要性。

【4】癌症干细胞的支持机制

癌症干细胞是被怎样调控来驱动肿瘤发展的尚不清楚。ID2蛋白和“缺氧诱导因子”(HIF)在来自胶质瘤的癌症干细胞中高度表达。AntonioIavarone及同事在这项研究中显示,DYRK1激酶通过与VHL泛素连接酶复合物的一种相互作用来调控ID2,从而调制HIF2的水平和与成胶质细胞瘤相关的癌细胞的致癌特性。这一发现为干预这些癌症干细胞的活性指出了一个可能的治疗路径。

【5】饮食对肠道菌群的影响

历史上,人类经历了一些重大的饮食变化,包括西化的人群中向低纤维饮食的转变,与这一转变同时发生的是肠道菌群多样性的普遍丧失。食物纤维中含量丰富的“菌群可利用碳水化合物”(MACs)是远端肠道菌群所需碳和能量的主要来源。这项研究显示,对吃低MAC食物的小鼠,肠道菌群的多样性被耗尽,而且这种效应还会转移给后代并叠加,使得低丰度的细菌从一代到另一代逐渐减少,尤其是能够有效消耗食物纤维的“拟杆菌目”的细菌。这一表现型不能仅仅通过重新引入食物MACs得到逆转,而是需要通过粪便菌群移植来补充所缺的菌类。这些发现表明,仅仅改变饮食也许不足以让菌群失调个体的菌群恢复健康。

【6】健康:脂肪细胞分泌的蛋白质可能会促进前列腺癌

发表在《自然-通讯》上发表的一篇论文描述了脂肪细胞能够释放一种特定的蛋白质,这种蛋白质在小鼠前列腺癌的发展中起到了关键作用。这种新发现的机制增加了对于肥胖可以影响前列腺癌的侵袭性这一观点的支持,并可能有助于开发治疗前列腺癌的新的治疗策略。

越来越多的证据支持肥胖与侵袭性前列腺癌风险增加之间的关系,然而,这背后的机制以前一直不清楚。

CatherineMuller与她的研究团队显示,培养的小鼠和人脂肪细胞分泌一种蛋白质名为CCL7,会和一种名为CCR3的特定受体结合,而前列腺细胞会表达这种受体。这种蛋白质与受体的结合会启动癌细胞的迁移与扩散。研究者接下来研究了40只小鼠,一些小鼠的获取高脂肪饮食,一些小鼠获取正常饮食,他们发现肥胖小鼠前列腺癌细胞的局部侵袭由于脂肪组织更多增强了。研究者还表明,人前列腺癌细胞组织样品中CCR3受体的表达和这种癌症侵袭性更强的类型相关,也与癌症细胞从前列腺向外迁移到周围脂肪细胞有关。

研究者提出,这些来自小鼠的研究结果可以用在未来开发治疗人类前列腺癌患者的药物中。

Nature:1月份不得不看的10大亮点研究

【7】遗传学:古代DNA揭示英国的移民历史

对古代英国人DNA的新分析,帮助理清盎格鲁萨克逊入侵前后(大约公元前5世纪)从欧洲大陆进入英国的移民活动的影响。相关研究成果发表在《自然-通讯》两篇独立的论文上。

基于现代基因组学对于古代的遗传学研究得出了历史上英伦列岛向内向外移民的不同观点。最近的技术进步使得提取古代基因信息成为可能,这有助于深入理解人类历史上主要迁徙活动。

在一篇论文中,DanielBradley和他的同事测序了来自不列颠北部的9个个体的DNA,其中7个来自约克市公元前后罗马时代的墓地,一个来自铁器时代早期的墓葬,一个来自盎格鲁萨克逊晚期墓葬。他们发现,来自不列颠北部的罗马时代的个体,他们的全部基因组,和现代英国凯尔特人以及铁器时代早期的基因组相似,但是和现代约克郡和现代盎格鲁萨克逊基因组有很大差别。作者指出,根据他们的基因组信息,所有罗马时代的个体除了一个以外都是本地不列颠人。另外一个罗马个体和现代中东、北非人群基因高度相似,这表明在罗马时代就有人从非常远的地方迁移到此。

在另外一篇论文中,StephanSchiffels和他的同事们测序了追溯到铁器时代和盎格鲁萨克逊时期,来自英格兰东部靠近剑桥市的墓地中10个人的基因组。他们使用了现代的基因数据,去比对这些古代人和现代英国人以及其他欧洲人的关系。他们表示,现代东部英格兰人的祖先中大约有30%是盎格鲁萨克逊移民,而在威尔士和苏格兰这一比例较低,同时他们发现他们发现比起铁器时代的样本,盎格鲁萨克逊样本和现代荷兰人与丹麦人有更多的相似。

【8】复发肿瘤的治疗

试图开发小儿成神经管细胞瘤定向治疗方法的研究工作,不可避免地是用以前没有接受过治疗的病例或动物模型进行的,而当肿瘤复发时对新药进行的临床测试则涉及以前做过手术切除、化疗和放疗的患者。尚不清楚复发肿瘤与在诊断时发现的肿瘤在生物上和遗传上是否是相似的。MichaelTaylor及同事建立并确认了一个关于复发性成神经管细胞瘤的“人化”小鼠模型,并对原发肿瘤和复发肿瘤进行了直接遗传对比。他们发现,复发肿瘤由于克隆选择而发生了重大遗传变化,所以在原发肿瘤中识别出的很多潜在治疗目标不大可能存在于复发肿瘤中。这一信息为改进未来的治疗方案提供了新途径。

【9】由自噬维持的“干性”

肌肉干细胞的再生性能随年龄增长而下降,因为它们会进入一个不可逆转的衰老状态。PuraMu?oz-Cánoves及同事发现,在进入衰老状态之前,肌肉干细胞通过以一种依赖于自噬的方式返回一个可逆的休眠状态来保持它们的修复性能。在年轻的卫星干细胞中防止自噬,会促进它们进入衰老,并会与线粒体功能失常和氧化应激的增加发生关联。相反,在一个受伤模型中,促进老的卫星细胞中的自噬,会逆转衰老和恢复它们的再生性能。

【10】人类的生态足迹

生态群落并不是以随机方式构建的。某些物种经常与哪些物种共存、经常不与哪些物种共存都不是随机的。KathleenLyons等人对过去3亿年80个生态群落中超过30万对植物和动物物种的共存模式进行了研究。他们发现,显著聚集和显著分开的物种对的相对比例在距今大约6000年前突然改变之前稳定了3亿年。这个时间是在农业起源和人口扩张的时间前后,说明甚至在先进技术问世之前,人类就已经在开始改变陆地植物和动物群落的共存结构了。


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