2021年8月Science期刊不得不看的亮点研讨

mRNA前体的发夹环。突出显示的是碱基（绿色）和核糖磷酸骨架（蓝色）。请注意，这是一条可以自我折叠的单链RNA。图片来自Vossman/ Wikipedia。

这项研讨标明长（lncRNA）HULC间接调理着代谢酶苯丙氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase, PAH）。在模子体系中，这种lncRNA的缺失招致了适量的苯丙氨酸和与PKU无关的症状，而使用HULC的合成模拟物则复原了PAH的活性并下降了苯丙氨酸程度。

论文独特通信作者、德克萨斯年夜学MD安德森癌症中间分子与细胞学副传授Liuqing Yang博士说，“人们越来越看重lncRNA在各类人类疾病中的作用，但这是初次发现一种与PKU无关的lncRNA。咱们的研讨不仅标明HULC在PKU中起着十分紧张的作用，并且咱们能够可能将这一发现用于为迫切必要的PKU患者开辟新的医治办法。”

9.

doi:10.1126/science.abg4696

恒久以来，哺乳植物的小脑简直只与活动节制无关，然而近期的研讨已标明，它也有助于许多更高级的年夜脑功效。在一项新的研讨中，德国海德堡年夜学分子生物学中间（ZMBH）的Henrik Kaessmann传授、海德堡霍普儿童癌症中间（KiTZ）的Stefan Pfister传授及其团队 如今破解了节制出身前后小脑细胞类型发育的法式。他们将小鼠小脑的数据与负鼠的响应数据进行了比拟，提醒了根本的基因调控网络，这些网络在1.6亿多年前的哺乳植物退化的晚期阶段曾经造成。相关研讨成果于2021年7月29日在线颁发在Science期刊上，论文标 题为“Developmental and evolutionary dynamics of cis-regulatory elements in mouse cerebellar cells”。

小脑节制元件图谱:年夜多半节制元件单个细胞类型和发育阶段特同性的。图片起源来自Henrik Kaessmann传授研讨团队。

哺乳植物器官的发育是由许多分歧的基因--也称为基因表白网络--的微调激活和简单互动节制的。论文独特第一作者、Kaessmann团队的博士后研讨员Mari Sepp博士解释说，“虽然对小脑的发育基因表白曾经有了比拟好的研讨，但其基因节制仍旧不为人所知。”在这项 新的研讨中，这些作者在细胞程度上绘制了小鼠小脑整个发育期的一切活性基因的节制元件。他们使用最先进的单细胞测序技术来实现这项工作。

在这些数据和阐发办法的根底上，这些作者随后可能解码节制一切细胞的基因表白网络因而节制小脑发育的调理法式。他们确定了20多万个节制元件，此中年夜部门对单个细胞类型和发育阶段具备高度的特同性。然而，此中的一些节制元件在多种细胞类型中被 激活，特殊是在发育的晚期阶段。

为明晰解这些基因调控法式的退化，这些作者将小鼠的数据与负鼠的响应数据进行了比拟，此中负鼠是一种有袋植物，与小鼠某人类等哺乳植物有着独特的退化祖先，可以追溯到近1.6亿年前。依据Kaessmann传授的说法，这种比拟提醒了一种分歧类型细胞之间共享的时 间形式。论文独特第一作者、Kaessmann团队博士研讨员Ioannis Sarropoulos解释说，“跟着发育的进行，每种细胞类型的基因调控法式在分歧物种之间的偏差更年夜。”

10.

doi:10.1126/science.abi8870

作为一种小型的疾速成长的生物，斑马鱼与人类具备好多雷同的基因。斑马鱼对许多生物学家来说很紧张，由于他们发现斑马鱼十分得当研讨一系列成绩，从无机体若何发育到神经体系若何驱动行动。如今，在一项新的研讨中，来自美国犹他年夜学、布莱根妇女病院、哈佛医学院和麻省总病院的研讨职员开辟出一种名为MIC-Drop的新技术，这种技术可使斑马鱼在年夜规模基因研讨方面将变得加倍弱小。相关研讨成果于2021年8月19日在线颁发在Science期刊上，论文题目为“MIC-Drop: A platform for large-scale in vivo CRISPR screens”。论文通信作者为犹他年夜学药理学与毒理学学系化学生物学家Randall Peterson博士。

MIC-Drop（Multiplexed Intermixed CRISPR Droplets, 多重混合CRISPR液滴）通过将CRISPR体系的组分包装成宏观的油包液滴来解决这个成绩，这些油包液滴可以在不混合其内含物的环境下混合在一路。为了用MIC-Drop对许多基因进行挑选，Peterson团队起首构建出一个gRNA文库。每个gRNA与Cas9酶一路被包装在本人的液滴中。为了跟踪靶基因，每个油包液滴还包含一个辨认其内含物的DNA条形码。

Peterson团队对油包液滴的化学身分进行了微调，以确保它们坚持稳定和团圆性，是以针对分歧基因设计的油包液滴可以混合在一路并装入统一针头。在显微镜下，MIC-Drop使用者将单个油包液滴打针到斑马鱼胚胎中，然后转到下一个胚胎并打针下一个油包液滴。这个进程可以反复数百次，向每个胚胎提供一套CRISPR组分，是以在每个胚胎中，该体系都能灭活单个基因，然后这些作者监测对斑马鱼的潜在影响。

为了展现MIC-Drop的后劲，这些作者测试188个分歧的斑马鱼基因在心脏发育中的潜在作用。在构建针对这些基因的gRNA并将CRISPR体系引入数百个斑马鱼胚胎后，他们发现有一些斑马鱼在成熟后呈现了心脏缺点。应用这些斑马鱼体内的DNA条形码，他们可能将这些缺点追溯到13个分歧基因的失活。因为斑马鱼和人类基因之间的类似性，这一发现能够指向人类心脏发育中曩昔未知的方面。（100医药网 100yiyao.com）

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