2021年9月10日Science期刊精髓

2021年9月14日讯/BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2021年9月10日）宣布，它有哪些出色研讨呢？让小编逐个道来。

图片来自Science期刊。

1.

doi:10.1126/science.abi9086

与人们广泛以为的相反，可卡因只在20%的消费者中引发成瘾。然则，当他们失去对可卡因摄入的节制时，他们的年夜脑中会产生什么？在一项新的研讨中，得益于一种新的，来自瑞士日内瓦年夜学和中国北京年夜学的研讨职员提醒了一种可卡因在年夜脑中特有的作用机制，这种机制的特别性在于，除了引发一切毒品摄入都邑添加的多巴胺外，还会引发血清素（serotonin，也称为5-羟色胺）的年夜量添加。现实上，血清素对多巴胺惹起的奖励体系的适度兴奋起着内涵的制举措用，此中多巴胺是一种招致成瘾的神经递质。相关研讨成果颁发在2021年9月10日的Science期刊上，论文题目为“Synaptic mechanism underlying serotonin modulation of transition to cocaine addiction”。

二甲-4-羟色胺和血清素的化学构造式，图片来自Wikipedia Commons。

这些作者起首教会了一年夜群小鼠被迫地自我服用可卡因，然后添加了一个限定前提：每次它们自我服用可卡因时，它们都邑收到一个略微不愉快的刺激（电击或空气放射）。然后这些小鼠分红了两组：80%的小鼠结束了可卡因摄入，而20%的小鼠虽然会阅历不愉快，仍旧持续这种摄入。论文独特作者、日内瓦年夜学的迷信单干者Vincent Pascoli强调说，“这种逼迫性行动恰是对成瘾的界说，它影响了20%的人，在小鼠和人类中都是如斯。”

该试验用可卡因不再与血清素转运体相联系关系的小鼠反复进行，是以在服用可卡因时只有多巴胺添加。60%的小鼠随后呈现了成瘾性。在其他使用不影响血清素的奖励体系刺激方案的小鼠中也发现了异样的环境。Lüscher说，“要是给这些小鼠打针血清素，成瘾率就会降低到20%。是以，血清素是可卡因人造的制动因子，在五次中有四次是无效的。”

2.

doi:10.1126/science.abj2685

创伤性脑毁伤（traumatic brain injury, TBI）是招致儿童和成人残疾的一个次要起因。TBI每年影响全天下6900万人，并可招致、感觉处置困难、就寝中止和癫痫。这些不良效果年夜多在TBI后数月或数年后表示进去，是由最初的撞击所形成的直接的继发性毁伤所惹起。因为原发性毁伤根本上是不行逆的，是以，相识继发性毁伤在何处、何时以及若何产生，关于预防或医治TBI后的残疾至关紧张。

在一项新的研讨中，来自美国加州年夜学旧金山分校、加州年夜学欧文分校和格拉斯通研讨所的研讨职员研讨了C1q在创伤后皮质丘脑体系功效侵害中的作用，特殊强调了C1q表白的光阴和地位。相关研讨成果颁发在2021年9月10日的Science期刊上，论文题目为“Complement factor C1q mediates sleep spindle loss and epileptic spikes after mild brain injury”。

补体因子C1q和网状丘脑介导轻度TBI后慢性脑功效阻碍。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abj2685。

这些作者使用了并不急性影响皮质下构造的轻度TBI的小鼠模子。轻度TBI病例是重度TBI病例的10倍，仍旧会招致慢性安康成绩，如认知和就寝受损。通过使用只间接影响皮层的TBI模子，他们还可以将对皮层下构造的影响归纳为慢性毁伤进程，而不是最初的撞击，这为医治提供了更年夜的机遇窗口。他们使用细胞电心理学和无线皮质记载监测了行动自在的小鼠年夜脑皮层和丘脑各区域的神经心理变动。一种特同性靶向C1q功效性头部基团的抗体使他们无机会测试C1q对TBI后丘脑的构造和神经心理功效的影响。

这些作者发现C1q的表白在毁伤部位四周的皮层和功效连贯的皮层下丘脑中产生慢性的添加，而丘脑并没有间接遭到这种毁伤的影响。C1q仿佛不是来自丘脑神经元。相反，单核RNA测序显示，小胶质细胞是丘脑C1q的起源。异样地，在经典补体路径中作用于C1上游的C4，在丘脑少突胶质细胞中产生特同性上调。C1q和C4表白添加与神经元丧失和慢性炎症产生的区域相一致，并与就寝纺锤波（sleep spindle）中止、就寝晚期的脑电图特征和癫痫运动的倒退相关。阻断C1q可以对消一切这些成果。GABA能网状丘脑中的神经元仿佛对与C1q无关的继发性毁伤特殊敏感，这与皮质神经元或兴奋性丘脑皮层神经元分歧，后者在没有C1q克制的环境下在一个慢性光阴点复原。

3.

doi:10.1126/science.abj5338

核糖体通过将核糖体小亚基对信使RNA的解码与核糖体年夜亚基造成肽键联合在一路，从而在一切细胞中催化卵白质的合成。因为这两个亚基都由核糖体RNA（rRNA）和核糖体卵白构成，这种分子机械的组装遭到严厉的节制。在人类细胞中，200多个核糖体组装因子催化了这两个核糖体亚基的成熟。核糖体组装在核仁中启动，此中核仁是通过多价卵白质-核酸互相作用造成的生物分子凝集物。在这个生物分子凝集物内，造成了第一个稳定的真核生物核糖体小亚基组装中心物---小亚基（SSU）加工体（processome）。在SSU加工体内，70多个卵白质和一种RNA伴侣，即小核仁核酸（snoRNA）U3，协同任务以完成RNA的折叠、修饰、重排和切割，以及RNA外切体对前体rRNA的靶向降解。与人类疾病无关的核糖体卵白和核糖体组装因子的渐变突出了这一进程的根本性子。

在核仁中的人类SSU加工体的构造、功效和成熟方面知之甚少，由于它通过分歧的状态来组装核糖体小亚基。前核糖体颗粒（preribosomal particle）保留在核仁的生物分子凝集物中，在此之前，人们始终无奈对其进行生化和构造表征。为了说明人类SSU加工体的核小体成熟，从核仁中拆散出这些前核糖体颗粒是以是一个症结的阻碍。为此，在一项新的研讨中，来自美国美国洛克菲勒年夜学的研讨职员开辟出一团体类基因组编纂平台，对内源性的SSU加工体进行双等位基因亲和标志，并树立了从核仁中拆散它的生化法式，以便进行构造研讨。相关研讨成果颁发在2021年9月10日的Science期刊上，论文题目为“Nucleolar maturation of the human small subunit processome”。

人SSU加工体在核仁中成熟的示用意，图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abj5338。

这些作者在3.6、3.9和2.7埃的分辩率下，别离得到了人类SSU加工体的三种分歧状态（表现为pre-A1、pre-A1*和post-A1）的高温电镜（cryo-EM）构造。这些构造独特提醒了担任核SSU加工体成熟进程的分子机制。简单的调理条理是通过节制核糖体组装的不行逆步调的核糖体组装因子的协同作用来完成的，如RNA外切体的RNA加工、DEAH-box螺旋酶DHX37（酵母中的Dhr1）的RNA解旋和内切酶UTP24的RNA切割。最早的状态，pre-A1，强调了只有一个年夜的前体rRNA片断的一小部门，即5"大众外转录距离区（5"大众 external transcribed spacer, 5公众ETS），若何被SSU加工体辨认。这些作者发生了一个合成的人类核糖体DNA（rDNA）基因座，可能在人类细胞中临盆重组核糖体。通过对这个rDNA基因座进行衍生，他们确定了一个最小的可以在人类细胞中发生成熟的核糖体小亚基的5′ETS。当SSU加工体从pre-A1和pre-A1*状态过渡到post-A1时，发生了RNA外切体相关的核糖核酸外切酶EXOSC10（中的Rrp6）的特同性联合位点。在post-A1状态下，DEAH-box螺旋酶DHX37被招募，其螺旋酶活性必需遭到严厉的调理，以避免前体rRNA过早地从RNA伴侣U3中解开。

通过联合X射线晶体学和高温电镜，这些作者展现了DHX37最初是自克制的，并通过准确编排的互相作用在SSU加工体上遭到严厉节制，这种互相作用决议告终合点的可用性和核糖体组装因子UTP14激活肽的可及性。在SSU加工体的焦点中，他们确定了一个卵白质网络，该卵白质网络领导在A1位点进行切割，从而发生核糖体小亚基RNA的成熟端。末了，人类SSU加工体在post-A1状态下的构造提供了对人类疾病的进一步相识，显示了哺乳植物特同性核糖体组装因子AROS若何让核糖体卵白eS19坚持稳定，此中卵白eS19在后天性纯红细胞再生阻碍性（Diamond-Blackfan anemia）中产生了最年夜量的渐变。

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