2022年3月18日 科学本质杂志

2022年3月24日/Bion/——本周，新一期《科学杂志》发表(2022年3月18日)。它有哪些精彩的研究？让边肖一个一个来。

1.

doi :10.1126/science . abf 0529

从真菌到植物和动物，铜都是生命的重要元素。在人类中，它与酶结合，帮助血液凝固，激素成熟和细胞能量处理。但是过多的铜会杀死细胞，现在科学家已经找到了原因。

在一项新的研究中，美国布罗德研究所的研究人员发现了一种由铜诱导的新形式的细胞死亡。在布罗德研究所研究员彼得茨韦特科夫(Peter Tsvetkov)和布罗德研究所主任托德戈卢布(Todd Golub)的领导下，这些作者发现铜与专门的蛋白质结合，导致它们形成有害的团块，还干扰了其他必需蛋白质的功能，这会导致细胞进入毒性应激状态，最终死亡。相关研究成果发表在2022年3月18日的《科学》杂志上，题目是“铜通过靶向脂化TCA循环蛋白诱导细胞死亡”。

正面图像。药理学。2020年9月29日，doi :10.33389/fphar。33386.86363636367

通过揭示这一过程的关键组成部分，这项新研究还确定了哪些细胞特别容易受到铜诱导的死亡的影响。这些发现可能有助于科学家更好地了解铜失衡的疾病，甚至为开发新的癌症治疗方法提供参考。

2.

doi :10.1126/science . abm 5320

组蛋白是一种高碱性蛋白质，在将DNA包装到染色体中起着关键作用。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学和加拿大渥太华大学的研究人员展示了组蛋白最小的生化变化如何对所有植物和动物的DNA复制和修复至关重要。相关研究成果发表在2022年3月18日的《科学》杂志上，题目是《组蛋白H3.1变体调控复制过程中的noku介导的DNA修复》。

图片来自ELIFE，2020，DOI :10.7554/ELIFE.61090。

这些发现为组蛋白提供了新的见解。几十年来，生物学家一直想知道为什么组蛋白的一个变体，即组蛋白H3.1，与其几乎相同的组蛋白H3.3只有一个氨基酸不同。

论文的共同作者、耶鲁大学分子、细胞和发育生物学助理教授Yannick Jacob和他的团队以开花植物拟南芥为模型系统，揭示了组蛋白H3.1关键作用的新见解。通过操纵这种植物的基因组，他们发现组蛋白H3.1的单个氨基酸变化对招募DNA复制过程中修复受损DNA所需的蛋白质TONSOKU(TSK/TONSL)非常重要。

这些作者发现，DNA修复蛋白TSK/TONSL通过组蛋白H3.1相互作用在DNA复制过程中保持基因组稳定性。组蛋白H3.1的TPR(四三肽重复)结构域对组蛋白H3.1的识别调节这种DNA修复蛋白的活性。从开花植物到哺乳动物，组蛋白H3.1的这种作用可能是保守的。

3.

doi :10.1126/science . abm 1670

在一项新的研究中，为了测试ICR是否参与了经验依赖的可塑性，哥伦比亚大学的研究人员专注于海马CA1的锥体神经元(CA1PN)。CA1PN从多个传入回路接收兴奋性输入，并携带关于动物环境的互补信息流，这些信息流影响CA1PN树突棘的不同部分。相关研究成果发表在2022年3月18日的《科学》杂志上，题目是“通过内禀Ca2释放对密集特征选择性的比较特异性调谐”。

ICR形成对空间导航非常重要的接收域。图片来自science，2022，doi :10.1126/science . abm 1670。

当动物探索一个新的环境时，CA1PN整合这些输入，形成一个空间调谐的感受野，也称为位置场。当动物占据一个特定位置时，位置场以神经元放电为特征。最近的研究描述了一种驱动位置域形成的体内可塑性机制：行为时间尺度可塑性(BTSP)。BTSP由大的、长期的树突去极化(平台电位)启动，其最终增强在对应于平台电位发生时间的几秒时间窗内接收的突触输入。

基于此，这些作者使用CA1PN和BTSP作为模型系统来测试ICR是否参与了经验依赖特征选择性的出现。他们实现了一系列基于单细胞电穿孔的工具，这使他们能够(I)通过使用条件基因删除在单细胞分辨率下操纵ICR的细胞质影响，(ii)通过光学手段诱导定位细胞，以及(iii)在空间导航期间同时成像体细胞和树突的动态钙离子。

Pdzd8基因编码一种最近发现的内质网-线粒体连接蛋白，删除后将导致无限ICR。这些作者发现，在体内单个成年CA1PN中，Pdzd8的缺失大大增加了其顶端树突相对于CA1位置细胞体的空间共调水平，这在基底树突中没有观察到，但在对照组CA1PN中，基底树突与细胞体高度共调。最大化ICR导致保留位置的细胞更稳定的空间调谐，并改变其顶端树突的整合特性以形成输出水平的接收域。