加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

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“小柯”秀

2021-09-22 中国科学报
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  《细胞》

  线虫通过感知环境因素影响交配时大脑活动

  美国哈佛大学Aravinthan D.T. Samuel、Vladislav Susoy和Vivek Venkatachalam团队合作发现,在秀丽隐杆线虫交配过程中,对自然环境的感知诱发不同的大脑活动。相关论文近日发表在《细胞》上。

  在该研究中,研究人员使用全脑神经元成像系统探究了雄性线虫交配时的整体行为。研究表明,随着交配在一系列组件行为中展开,大脑在每个组件之间具有相似的运行行为,但在不同组件之间存在明显的运行差异。

  当考虑完整的感官和行为背景时,每个神经元都发挥着独特作用。神经元之间的功能相关性不是固定的,而是随着行为动力学而变化。

  从单个神经元到整体神经回路,该研究展示了线虫在对自然环境的感官知觉和运动动作整合过程中如何产生不同的大脑动态。

  研究人员表示,自然目标导向行为通常与许多刺激触发成分的复杂序列有关。了解大脑回路如何组织这些行为需要绘制动物、环境和神经系统之间的相互作用图。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.08.024

  全基因组功能筛选发现人类疾病和进化因果变体

  美国哈佛大学的James R. Xue团队通过3′非翻译区(3′UTR)变体的全基因组功能筛选发现,人类疾病和进化的因果变体。这一研究成果近日在线发表于《细胞》。

  研究人员开发了3′UTR大规模平行报告基因测定法(MPRAu),能够灵敏地测定12173个3′UTR变异。研究人员将MPRAu应用于6个人类细胞系,重点研究与全基因组关联研究和人类进化适应有关的遗传变异。MPRAu扩大了人们对3′UTR功能的理解,表明简单序列主要解释了3′UTR的调节活性。研究人员对MPRAu进行了调整,在碱基对分辨率上发现了不同的分子机制,包括LEPR的一个富含腺苷酸的元件与东亚人潜在的代谢进化适应有关。

  研究人员揭示了数百个3′UTR的因果变体,这些变体在遗传学上有细微的表型关联。利用内源性等位基因替换,研究人员描述了一个破坏调节病毒防御基因TRIM14的miRNA位点的变体和一个改变PILRB丰度的变体,并报道了年龄相关性黄斑变性中转录变化的一个因果变体。

  据介绍,3′UTR变体与人类性状和疾病密切相关,但很少有因果关系被确认。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.08.025

  《美国化学会志》

  核内肽组装体选择性杀伤人诱导多能干细胞

  美国布兰迪斯大学Bing Xu团队首次报道了酶促形成核内肽组装体选择性杀伤人诱导多能干细胞(IPSC)。相关研究成果发表在近日出版的《美国化学会志》。

  未分化IPSC的致癌风险是IPSC临床应用的主要障碍,需要有选择性地消除未分化IPSC的新方法。

  该文中,研究人员发现,在IPSC过度表达的碱性磷酸酶(ALP)催化下,l—磷酸五肽可快速形成由α—螺旋组成的核内肽组装体,选择性杀死IPSC。磷酸五肽由4个l—亮氨酸残基和1个C—末端l—磷酸酪氨酸组成,自组装形成胶束/纳米颗粒,在酶解去磷酸化去除l—磷酸酪氨酸中的磷酸基团后,胶束/纳米颗粒转化为肽纳米纤维/纳米带。

  ALP的浓度和孵育时间决定了肽组装的形态。圆二色谱和FTIR表明,组装体中的l—五肽含有α—螺旋和聚集链的混合物。将l—磷酸五肽与人类IPSC孵育可导致IPSC(<2 h)的快速杀伤,其由于肽组装体在IPSC的细胞核中显著累积所致。

  磷酸五肽对正常细胞(例如HEK293和造血祖细胞)无害,因为正常细胞几乎不过度表达ALP。抑制ALP,将l—磷酸酪氨酸从磷酸五肽的C端突变到中间体,或将磷酸五肽中的l—亮氨酸替换为d—亮氨酸,可消除五肽的核内组装。用正常细胞(例如HS-5)的细胞裂解物处理l—磷酸五肽,确认l—磷酸五肽的蛋白质水解。

  该工作作为多肽核内组装的首个案例,不仅说明了酶促非共价合成在选择性靶向细胞核方面的应用,而且还可能促成一种新的方法来消除高水平表达某些酶的其他病理细胞。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.1c07923

打印 责任编辑:阎芳

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