2022年4月29日 科学杂志集锦

来源：100医疗网原创2022-05-05 12:49

本周，新一期《科学杂志》发布(2022年4月29日)。它有哪些精彩的研究？让边肖一起来吧。

本周，新一期《科学杂志》发布(2022年4月29日)。它有哪些精彩的研究？让边肖一起来吧。

1.

doi :10.1126/科学

癌症的发生是由于多个基因的突变使正常细胞发生癌变，而这些突变通常是长期积累的，导致患者肿瘤出现表型多样性。特定癌症类型的特定基因变化与预后、对治疗(尤其是靶向治疗)的反应或抗性、肿瘤获得进一步突变的趋势和其他表型有关。然而，推断患者基因型和表型之间的关系是具有挑战性的，因为任何两种肿瘤之间存在太多的遗传差异，以至于无法隔离一种或几种突变的影响。能够系统地将癌症相关突变或其组合与其表型联系起来，将促进科学家对癌症发病机制和遗传相关疾病特征的理解。

在一项新的研究中，来自布罗德研究所、达纳法伯癌症研究所、布莱根妇女医院、哈佛医学院等机构的研究人员。相信基因组编辑和癌症相关突变的适合度优势可以用来建立人类肿瘤发生的细胞模型。这样的基因组编辑模型将再现精确的遗传特征、谱系关系和癌症的逐渐发展，从而允许它们在受控实验设计中建立基因型-表型关系。相关研究成果于2022年4月29日发表在《科学》杂志上，标题为《逐步编辑，人类黑色素瘤模型揭示突变对肿瘤和微环境的影响》。

基因组编辑的人类细胞模型将黑色素瘤的基因型和表型联系起来。图片来自Science，2022，doi :10.1126/Science . ABI 8175。

尽管对于来自自我更新的肿瘤，特别是来自非干细胞分化细胞的肿瘤，有相似的模型，但是没有相似的模型。这些作者提出了一种方法：从黑色素瘤-健康人类黑素细胞的非干细胞来源出发，然后产生一系列精确编辑关键癌基因突变基因组的细胞，从而扩展了癌症产生的可能细胞模型。

这些作者制作了一系列人类黑色素瘤的渐进基因组编辑模型。他们从健康的人类黑素细胞开始，以循序渐进的方式引入了多达5个基因的突变，这些突变跨越了黑色素瘤中经常失去平衡的6条通路：cdkn 2 a(RB通路的一部分)、BRAF(MAPK)、TERT(端粒酶)、PTEN(PI3K/AKT)、TP53(P53)和APC(Wnt)，并建立了它们。

2.科学：肿瘤细胞激活DNA断裂，从而在基因毒性治疗中存活下来。

doi :10.1126/科学

在一项新的研究中，来自哥本哈根大学、瑞典卡罗林斯卡学院、加拿大渥太华大学等的研究人员。已经发现一些肿瘤细胞可以启动胱天蛋白酶激活的脱氧核糖核酸酶(CAD ),其在暴露于基因毒性治疗后促进DNA链断裂。相关研究成果发表在2022年4月29日的《科学》杂志上，标题是癌细胞利用自感染的DNA断裂逃避基因毒性应激施加的生长限制。在这篇论文中，他们指出，断裂的DNA链通过阻止自身细胞死亡来帮助肿瘤战胜治疗。

先前的研究表明，向癌变肿瘤发射一束辐射可以杀死组成肿瘤的细胞，但在许多情况下，一些癌细胞在攻击中幸存下来，并使肿瘤再次生长。以前的研究也表明，非癌细胞通常会激活G1细胞周期检查点，作为受照射时的一种自我保护手段，但这种机制对癌细胞没有影响。这使得科学家们想知道一些肿瘤细胞是如何在这种治疗中存活下来的。

在这项新的研究中，这些作者注意到，在筛选骨癌细胞时，CAD似乎在防止肿瘤细胞死亡方面发挥了作用。在向肿瘤细胞样本发射辐射后，他们发现了他们所说的DNA链中的神秘缺口。这些间隙出现在辐射发出后大约12到18小时。在猜测CAD可能是导致这些缺口的因素后，他们在一些肿瘤细胞样本中灭活了这种酶。这些肿瘤细胞对辐射变得更加敏感，并且它们也倾向于比正常情况下更早地进入有丝分裂。接下来，他们将人类肿瘤细胞移植到小鼠体内，并测试添加CAD的效果。这就导致了这些肿瘤细胞可以更好的承受放疗。

3.科学：传递愉快触觉的神经回路和神经肽首次被鉴定出来。

doi:10.1126

在一项新的研究中，来自华盛顿大学圣路易斯医学院和中国中医研究院的研究人员通过研究小鼠，发现了一种神经回路和一种叫做神经肽的化学信使，这种神经肽在神经元之间传递信号，从而将这种叫做愉快触感的感觉从皮肤传递到大脑。相关研究成果发表在2022年4月29日的《科学》杂志上，题目是《触感愉悦的分子和神经基础》。

论文的作者，华盛顿大学圣路易斯医学院瘙痒和感觉障碍研究中心主任周-陈峰博士和他的团队发现，当他们培育没有这种叫做prokinectin 2(prok 2)的神经肽的小鼠时，这些小鼠无法感受到愉快的触摸信号，但对瘙痒和其他刺激继续做出正常反应。

在其他发现中，陈的团队发现，被改造为缺乏PROK2或表达其受体的脊髓神经回路(PROKR2)的小鼠也避免像梳理毛发这样的活动，并表现出正常小鼠没有的应激迹象。他们还发现，与愉悦触觉反应受阻的成年小鼠相比，从出生起就缺乏愉悦触觉的小鼠有更严重的应激反应，并表现出更大的社交回避行为。陈说，这一发现凸显了母爱在后代发展中的重要性。

4.

doi:10.1126

在人类染色体中，DNA被蛋白质包裹，形成一串超长的珠子。这串珠子被折叠形成许多环，这些环被认为有助于细胞控制基因表达和促进DNA修复等功能。在一项新的研究中，来自麻省理工学院和马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究人员发现，这些环非常活跃，寿命比以前认为的要短。相关研究成果发表在2022年4月15日的《科学》杂志上，论文标题为鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性。

关于三维基因组结构，图片来自《细胞和发育生物学前沿》, 2021年，doi :10.33389/f cell。33366.86363636367

在这项新的研究中，这些作者能够在大约两个小时内监测活细胞中一段基因组- Fbn2拓扑关联域(TAD)-的运动。他们观察到，这个基因组只有3%到6%的时间是完全成环的(也就是说，它形成了一个环结构)，形成的环只持续了大约10到30分钟。这些发现表明，科学家目前对DNA环如何影响基因表达的理解可能需要修改。

这些作者使用他们的方法对小鼠胚胎干细胞的基因组进行成像。论文的共同主要作者、麻省理工学院研究生西蒙格罗斯-霍尔茨(Simon Grosse-Holz)表示，如果我们将我们的数据放在一个持续约12小时的细胞分裂周期的背景下，完整形成的DNA环实际上只存在约20至45分钟，仅占时间的约3至6%。

5.科学：狗基因组学挑战流行的品种刻板印象。

doi :10.1126/science . abk 0639

现代家犬品种只有160年左右的历史，这是特定外貌特征选择的结果。为了研究遗传如何与品种特征相一致，Morrill等人对2000多只纯种和混种狗的DNA进行了测序。这些数据，加上主人的调查，被用来绘制与行为和身体特征相关的基因。虽然许多生理特征与品种有关，但不同的狗之间的行为变化更大。一般来说，体貌特征的遗传更能预测品种，但不一定能预测杂种狗的品种谱系。在行为特征中，顺从——狗对人类指令的反应——在品种中具有最强的遗传性，但在不同的狗之间差异很大。所以犬种通常不能预测个体行为，不应该用来指导宠物犬的选择。

6.科学：水凝胶中的力诱导电流生成

doi :10.1126/science . aaw 1974

压电材料可以将机械力转换成电信号，并在许多压力传感器中用作活性材料。然而，生物系统通常基于离子而不是电子的运动。Dobashi等人研究了几种水凝胶的压电效应。水凝胶的设计使得阴离子和阳离子具有不同的迁移率；因此，当水凝胶受到挤压时，会导致产生电压的离子梯度。这些作者展示了几种潜在的应用，包括压电皮肤和外周神经刺激，以证明自供电压电神经调节的可能性。

7.科学：对食物的渴望是由蜜蜂大脑中多巴胺信号的短暂激活介导的。

doi :10.1126/science . ab 9920

在哺乳动物中，下意识地想要一些东西，如食物，是由复杂的神经生物学过程促进的，包括多巴胺能信号。在像蜜蜂这样完全群居的动物中，个体不仅为自己提供食物，也为自己的蜜蜂提供食物。黄等对蜜蜂觅食欲望的神经生物学基础进行了研究，发现蜜蜂觅食欲望也受基于多巴胺的信号转导过程控制，这表明在数百万年的分化过程中存在共同的机制。此外，他们还发现蜜蜂的觅食欲望是基于其自身的个体觅食欲望和对蜜蜂摇摆舞的观察而被激发的，这表明存在群体水平的激发机制。

8.《科学》:揭示狂犬病持续低流行率

doi :10.1126/science . ab 0713

狂犬病是一种致命的动物传染病，每年导致数万人死亡，主要在非洲和亚洲。通常由狗传染给人，一旦出现症状，必然致命。尽管采取了控制措施，但在坦桑尼亚的塞伦盖蒂，狂犬病仍然以非常低的流行率传播，在那里，Mancy等人十多年来一直在跟踪几个物种的病例，以了解狂犬病病毒的动态。高分辨率的基因数据使这些作者能够追踪传播网络，并发现狗的个体行为是一个关键因素。一些受感染的狗可能会长途跋涉，将新的病毒谱系引入邻近的社区，而其他狗可能只是咬伤其他动物。因为狗是流动的，杀生是失败的，唯一的办法就是给狗完全打疫苗。

9.科学：避免气候变暖导致海洋物种灭绝

doi :10.1126/科学

气候变化带来跨物种、跨系统灭绝的风险越来越大。海洋物种面临着与水温上升和缺氧相关的特殊风险。Penn和Deutsch研究了不同气候变暖下海洋物种的灭绝风险及其与生态和生理极限的关系。他们发现，在全球气温照常上升的情况下，仅根据生态和生理极限，海洋系统可能会经历与过去大灭绝一样的大灭绝。然而，全球排放量的大幅减少可以提供大量的保护，这强调了必须迅速采取行动，以防止可能的灾难性海洋灭绝。(100yiyao.com)

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