2022年3月科学期刊亮点研究

6.

doi :10.1126/科学

亚细胞定位和物理相互作用是与任何特定蛋白质的功能密切相关的关键方面。蛋白质位于不同的亚细胞区室中，这使得细胞功能在空间上分离。蛋白质之间也存在物理相互作用，形成分子网络，将参与相同过程的蛋白质连接起来。因此，绘制细胞的分子分布图需要全面描述不同蛋白质的位置以及它们之间如何相互作用。在其他策略中，一种绘制细胞结构的强大方法是通过与荧光蛋白“标签”融合来可视化单个蛋白质。这些标签不仅使我们能够对活细胞中的蛋白质定位进行成像，还可以通过免疫纯化-质谱(IP-MS)来测量蛋白质相互作用。基因组工程的最新进展促进了人类内源性基因的标记，从而可以在其天然细胞环境中表征相应的蛋白质。

OpenCell:结合内源性标记、活细胞成像和交互式蛋白质组学来绘制人类蛋白质组的分布图。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . ABI 6983。

在一项新的研究中，来自美国、德国和丹麦的研究人员使用高通量CRISPR介导的基因组编辑构建了一个包含1310个荧光标记细胞系的文库。使用这个库进行配对IP-MS和活细胞成像，他们产生了一个大型数据集，绘制了1310种蛋白质的细胞定位和物理相互作用。相关研究成果发表在2022年3月11日的《科学》杂志上，题目是《开放细胞：内源性标记用于人类细胞组织的制图》。

使用无监督聚类和机器学习来分析图像，这些作者可以客观地识别具有共同空间或交互特征的蛋白质。他们的数据为单个蛋白质的功能提供了新的见解，但也使他们能够推断出人类细胞结构的一些一般原则。特别是，他们发现RNA结合蛋白形成了一个由特定定位和相互作用特征定义的独立亚群。他们还发现，给定蛋白质的精确空间分布与其细胞功能密切相关，因此可以从成像数据的分析中获得精细的分子洞察。他们的开源数据集可以通过opencell.czbiohub.org的交互式网络界面进行探索。

7.

doi :10.1126/science . ab 5130

ACE(血管紧张素转换酶)可以通过裂解血管紧张素I产生血管紧张素II来调节人体的血压。在大脑中，ACE在纹状体中特别丰富，但研究人员对ACE在纹状体回路中的功能仍知之甚少。最近，在国际杂志《科学》上发表的一篇题为“血管紧张素转换酶门控脑回路——通过一种内源性阿片样物质实现特定可塑性”的研究报告中，明尼苏达大学医学院和其他机构的科学家发现，降压药可能对大脑产生意想不到的影响。

研究人员发现，用于治疗高血压的药物可能会意外增加大脑在自然状态下产生的阿片类药物的作用，这可能会微调特定大脑回路的功能，并抵消用于治疗疼痛的阿片类药物的成瘾性，如芬太尼。研究人员帕特里克罗斯韦尔(Patrick Rothwell)表示，我们的研究结果揭示了一种新的策略，这种策略可能以一种保护性和有益的方式促进大脑中的阿片类信号通路，而依赖或成瘾的风险较低。

研究人员将重点放在ACE上，它长期以来被认为可以调节人体的血压。然而，科学家对其在大脑中的具体功能知之甚少。基于这项研究的结果，研究人员将在下一步继续研究ACE抑制剂。ACE抑制剂是一种用于控制人体血压的安全药物，可能会被重新设计以帮助治疗大脑疾病。

8.

doi :10.1126/science . abl 6618

在一项新的研究中，日本筑波大学和中国北京大学生命科学学院的研究人员发现，基底外侧杏仁核中多巴胺的产生与快速动眼期(REM)睡眠的开始之间存在相关性。相关研究成果发表在2022年3月4日的《科学》杂志上，题目是《小鼠快速眼动睡眠由baso外侧杏仁核多巴胺信号启动》。

在从非快速眼动睡眠转换到快速眼动睡眠之前，外侧杏仁核中的去甲肾上腺素和血清素水平开始下降。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . abl 6618。