時間總是匆匆易逝，轉(zhuǎn)眼間10月份即將結(jié)束了，在即將過去的10月里，Nature雜志又有哪些亮點研究值得學(xué)習(xí)呢？小編對相關(guān)文章進(jìn)行了整理，與大家一起學(xué)習(xí)
Nature：揭示蛋白BORIS是耐藥性癌癥產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)?/span>
doi：10.1038/s41586-019-1472-0
在一項新的研究中，美國研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為BORIS的蛋白是某些兒童癌癥的罪魁禍?zhǔn)?。這種蛋白能夠破解神經(jīng)母細(xì)胞瘤基因組，導(dǎo)致在某些類型的治療后處于休眠狀態(tài)的癌細(xì)胞蘇醒過來，從而引起癌癥復(fù)發(fā)。他們還發(fā)現(xiàn)這種蛋白與其他幾種癌癥中的耐藥性相關(guān)，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
當(dāng)細(xì)胞需要開啟特定基因時，包裹我們DNA的長長的染色質(zhì)纖維會形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這些染色質(zhì)環(huán)狀結(jié)構(gòu)讓基因啟動子和基因增強(qiáng)子靠得很近，從而使得一個基因或一組基因得以開啟和表達(dá)。這項研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中，BORIS形成并錨定了新的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，同時開啟了許多基因，但不是以一種好的方式。
Nature：重磅！科學(xué)家在人類癌癥基因組非編碼區(qū)域中鑒別出關(guān)鍵的致癌突變
doi：10.1038/s41586-019-1651-z
近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自加拿大安大略省癌癥研究所的科學(xué)家們通過研究在人類癌癥基因組中的大量非編碼區(qū)域（也被稱之為人類癌癥DNA的“暗物質(zhì)”）中發(fā)現(xiàn)了一種新型的致癌突變；這種突變或能作為一種新型潛在的治療靶點，幫助科學(xué)家們開發(fā)治療多種類型癌癥的新型療法，包括腦癌、肝癌和血液癌癥等。
研究者Lincoln Stein表示，非編碼DNA在基因組中占到了98%的比例，其對于科學(xué)家們而言非常難以研究，而且其因為不編碼蛋白質(zhì)經(jīng)常會被忽略。通過仔細(xì)分析這些區(qū)域，研究人員在DNA代碼的一個堿基中發(fā)現(xiàn)了改變，其或能驅(qū)動多種類型癌癥的發(fā)生，研究人員或能利用這種新型癌癥機(jī)制來開發(fā)治療包括癌癥在內(nèi)多種疾病的新型療法。
Nature：揭示α-酮戊二酸是p53介導(dǎo)的腫瘤抑制的效應(yīng)因子
doi：10.1038/s41586-019-1577-5
腫瘤抑制基因TP53（編碼蛋白p53）在大多數(shù)人類癌癥中以及在70%以上的胰腺導(dǎo)管腺癌（PDAC）中發(fā)生突變。野生型p53在細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)中積累，并調(diào)節(jié)基因表達(dá)以改變細(xì)胞命運和阻止腫瘤產(chǎn)生。眾所周知，野生型p53也可以調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝途徑，不過人們對p53依賴性的抑制癌癥進(jìn)展的代謝變化仍然知之甚少。
在一項新的研究中，來自美國紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心等研究機(jī)構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)p53重塑癌細(xì)胞代謝，從而促進(jìn)染色質(zhì)和基因表達(dá)發(fā)生有利于維持癌變前細(xì)胞命運（premalignant cell fate）的變化。在源自發(fā)生KRAS突變的PDAC小鼠模型的癌細(xì)胞中恢復(fù)p53功能導(dǎo)致α-酮戊二酸（αKG）積累，其中αKG也可作為一部分染色質(zhì)修飾酶的專一性底物，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
Nature封面文章：尼古丁成癮性或與2型糖尿病風(fēng)險增加密切相關(guān)！
doi：10.1038/s41586-019-1653-x
近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自西奈山醫(yī)學(xué)院的研究人員通過研究在大鼠機(jī)體中發(fā)現(xiàn)了一種特殊回路，或能將吸煙和2型糖尿病患病風(fēng)險相聯(lián)系起來。相比非吸煙者而言，糖尿病在吸煙人群中往往更加流行，但其背后的原因研究者尚不清楚。文章中，研究者發(fā)現(xiàn)，尼古丁的攝入或能通過一種大腦回路與胰腺的活性相關(guān)，攝入尼古丁會引發(fā)胰腺釋放較少量的胰島素，從而增加機(jī)體血糖水平，較高的血糖水平與糖尿病風(fēng)險增加直接相關(guān)。
研究者發(fā)現(xiàn)，糖尿病相關(guān)基因Tcf7l2（轉(zhuǎn)錄因子7類似物2）所編碼的特殊蛋白能介導(dǎo)一種信號回路，從而將尼古丁激活的神經(jīng)元與胰腺血糖調(diào)節(jié)相聯(lián)系起來；尼古丁能夠激活大腦內(nèi)側(cè)韁核區(qū)域中神經(jīng)元所表達(dá)的尼古丁乙酰膽堿受體（nAChR），從而引發(fā)尼古丁的不良反應(yīng)，限制胰腺對胰高血糖素和胰島素的吸收和釋放，從而提高血糖水平；較高的血糖水平能通過抑制表達(dá)nAChR的神經(jīng)元來產(chǎn)生一種反饋回路，阻斷吸煙的負(fù)面效應(yīng)，并幫助建立尼古丁依賴性；Tcf7l2能調(diào)節(jié)整個信號回路，并將尼古丁成癮性與糖尿病高風(fēng)險相關(guān)聯(lián)。
Nature：新研究首次揭示抑制年齡相關(guān)的神經(jīng)活動增加竟可延長壽命
doi：10.1038/s41586-019-1647-8
在一項針對線蟲、小鼠和人類的研究中，來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)在整個動物界中，衰老會帶來更多的神經(jīng)活動，而當(dāng)這種自然增加受到限制時，個體的壽命可能就會變得更長。他們著重介紹了一種保守性的稱為REST的轉(zhuǎn)錄因子，它可能是調(diào)節(jié)這種年齡相關(guān)的神經(jīng)活動的關(guān)鍵，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
在美國韋恩州立大學(xué)研究線蟲和果蠅衰老的Joy Alcedo（也未參與這項研究）補(bǔ)充說，“這是一個令人著迷的觀點：隨著人們年齡的增加，我們的神經(jīng)元可能實際上變得更加活躍，而且簡單地抑制這種神經(jīng)活動可能就足以延長壽命。”研究者Bruce Yankner說，隨著人們的年齡增長，大腦中的基因表達(dá)方式會以非隨機(jī)的方式發(fā)生變化，從而使得年輕人和老年人可通過其轉(zhuǎn)錄特征來加以區(qū)分。當(dāng)然，所有老年人都不一樣，有些人健康，有些則不那么健康。Yankner及其同事們對某些表達(dá)特征是否與這種差異相關(guān)感興趣。
圖片來源：Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1646-9
Nature：重大進(jìn)展！新研究揭示最常見的SF3B1基因突變?nèi)绾螌?dǎo)致癌癥
doi：10.1038/s41586-019-1646-9
在一項新的研究中，來自美國弗雷德哈金森癌癥研究中心和紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心等研究機(jī)構(gòu)的研究人員確定了SF3B1（splicing factor 3b subunit 1， 剪接因子3b亞基1）基因突變?nèi)绾未龠M(jìn)很多癌癥形成，其中SF3B1是最為頻繁發(fā)生突變的剪接因子編碼基因，相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature期刊上。
這些研究人員發(fā)現(xiàn)了SF3B1基因突變?nèi)绾螌?dǎo)致癌癥，這些突變發(fā)生在許多癌癥類型中，包括各種白血病、骨髓增生異常綜合征、黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌、肝癌和膀胱癌。鑒于SF3B1編碼的蛋白對于產(chǎn)生RNA分子至關(guān)重要，因此Bradley和Abdel-Wahab研究了來自數(shù)百名患有幾種不同癌癥類型的患者的RNA測序數(shù)據(jù)，以尋找異常的RNA分子。他們發(fā)現(xiàn)SF3B1突變導(dǎo)致癌細(xì)胞產(chǎn)生異常形式的BRD9 RNA分子，它包括非編碼DNA序列或者說“垃圾DNA”。
這種“垃圾DNA”源自近期將自身插入人類基因組的病毒序列元件。 Bradley和Abdel-Wahab發(fā)現(xiàn)BRD9在許多類型的癌癥中都是重要的腫瘤抑制因子，這些癌癥包括葡萄膜黑色素瘤（一種影響眼睛的黑色素瘤類型）、慢性淋巴細(xì)胞性白血病和胰腺癌。他們隨后利用CRISPR技術(shù)和反義寡核苷酸設(shè)計了可逆轉(zhuǎn)這種疾病過程的療法。
Nature：世界上首個三類器官系統(tǒng)為醫(yī)學(xué)研究和診斷打開了大門
doi：10.1038/s41586-019-1598-0
器官發(fā)生是一個復(fù)雜的、相互聯(lián)系的過程，是由多種邊界組織相互作用所協(xié)調(diào)的。但是，人們尚不清楚各個相鄰的組成部分如何協(xié)調(diào)以建立一個完整的多器官結(jié)構(gòu)。
在一項新的研究中，來自美國辛辛那提兒童醫(yī)學(xué)中心和日本東京醫(yī)科牙科大學(xué)的研究人員報道肝臟、膽管和胰腺結(jié)構(gòu)的連續(xù)模式和動態(tài)形態(tài)發(fā)生，這些結(jié)構(gòu)是由人多能性干細(xì)胞的三維培養(yǎng)物內(nèi)陷形成的。由人多能性干細(xì)胞分化而來的前腸球狀體和后腸球狀體之間的邊界相互作用使得肝臟-膽管-胰腺結(jié)構(gòu)在沒有外來因素的情形下在前腸-中腸邊界的類器官上發(fā)生特化而形成，這種形成依賴于視黃酸，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
Nature：中荷科學(xué)家聯(lián)手揭示“連續(xù)左右拳擊”可殺死癌細(xì)胞
doi：10.1038/s41586-019-1607-3
作為一個經(jīng)典的拳擊動作，“連續(xù)左右拳擊（one-two punch）”也可能對癌癥有效：左拳將癌細(xì)胞擊昏，緊接著是右拳將癌細(xì)胞擊倒。在一項新的研究中，來自中國上海交通大學(xué)和荷蘭癌癥研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞很容易受到這種方法的攻擊?！斑@是一條美妙的通用原則，可以用于所有形式的癌癥，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
從理論上講，許多抗癌藥物組合使用可以很好地協(xié)同發(fā)揮作用，但實際上，這些組合使用的毒性太大，人體無法承受。這些研究人員設(shè)計出一種可能的替代方法：“連續(xù)左右猛擊”，以拳擊中兩次快速連續(xù)拳擊的有效結(jié)合而得名。“第一種藥物在癌細(xì)胞中產(chǎn)生弱點，第二種藥物對暴露弱點的癌細(xì)胞進(jìn)行無情打擊。因此，盡管這兩種藥物不是同時使用，但是仍然能夠從它們的協(xié)同作用中受益。
Nature：新一代CRISPR基因編輯技術(shù)誕生，或為人體細(xì)胞提供多種功能
doi：10.1038/s41586-019-1711-4
近日，來自美國布羅德研究所的科學(xué)家們通開發(fā)了一種新的CRISPR基因組編輯方法，能夠進(jìn)一步提高基因編輯的效率與準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)稱為“prime editing”，能夠以精確，高效和高度通用的方式直接編輯人體細(xì)胞。該方法擴(kuò)大了生物學(xué)和治療學(xué)研究的基因編輯范圍，并有可能校正多達(dá)89％的已知致病基因變異。
“分子生命科學(xué)的主要宗旨是能夠達(dá)到在任何位置精確地改變基因組的能力。我們認(rèn)為這一新開發(fā)的基因編輯技術(shù)使我們離這一目標(biāo)更近”，該研究的作者之一David Liu說到。prime editing”不同于以前的基因組編輯系統(tǒng)。
Cas9蛋白是最早在人類細(xì)胞中進(jìn)行基因組編輯的CRISPR工具，它是由布羅德研究所，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)率先開發(fā)。Cas9能夠切割DNA鏈，從而可以在特定位置破壞靶基因，然后通過將新的DNA重組到靶位點而添加新的序列。
Nature：首次繪制人類發(fā)育中肝臟的細(xì)胞圖譜，破解人類胎兒肝臟造血秘密
doi：10.1038/s41586-019-1652-y
在一項新的研究中，英國研究人員在世界上首次構(gòu)建出人類發(fā)育中肝臟的細(xì)胞圖譜，它提供了關(guān)于胎兒中血液和免疫系統(tǒng)如何產(chǎn)生的重要見解。這種圖譜描繪了在妊娠的頭三個月和第二個三個月之間的發(fā)育中肝臟的細(xì)胞景觀變化，包括來自肝臟的干細(xì)胞如何播種到其他組織，以支持生長所需的高氧氣需求，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Nature期刊上。
這種圖譜是一種綜合的高分辨率資源，可改進(jìn)我們對正常發(fā)育的理解，并且有助于醫(yī)療機(jī)構(gòu)治療可能在發(fā)育過程中形成的疾病，比如白血病和免疫疾病。在此之前，人們還不清楚人類血液和免疫系統(tǒng)如何產(chǎn)生，這一過程被稱為造血作用。成年后，正是骨髓產(chǎn)生我們的血液和免疫細(xì)胞。但是在早期胚胎生活中，卵黃囊和肝臟在制造血液和免疫細(xì)胞中起著重要作用。這些細(xì)胞隨后播種到外周組織，比如皮膚、腎臟，最終播種到骨髓。
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