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

2021-12-14 中国科学报
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  《自然》

  镰刀型血红蛋白对疟疾保护作用取决于寄生虫基因型

  英国牛津大学Dominic P. Kwiatkowski等研究人员合作发现,镰刀型血红蛋白对疟疾的保护作用取决于寄生虫的基因型。该项研究成果12月9日在线发表于《自然》杂志。

  研究人员在3346名冈比亚和肯尼亚儿童中寻找了候选宿主和寄生虫基因变异之间的联系,这些儿童被确认患有恶性疟原虫引起的严重疟疾。研究人员发现宿主的镰状血红蛋白(HbS)和寄生虫基因组的三个区域之间有很强的关联性,这不是人口结构或其他协变量所能解释的,并在其他样本中得到了重复。与HbS相关的等位基因包括2号染色体上的酰基—CoA合成酶家族成员PfACS8的非同义变体、2号染色体的第二个区域,以及11号染色体上含有结构变异的区域。这些等位基因具有很强的连锁不平衡性,其频率与不同人群的HbS频率相吻合,特别是在非洲比世界其他地区更常见。

  通过比较病例和人群对照,估计HbS对严重疟疾的保护作用因这三个基因座上的寄生虫基因型不同而有很大差异。这些发现为探究寄生虫基因组中与HbS相关多态性的生物学和流行病学意义,以及导致其在非洲恶性疟原虫种群中的高频率和强连锁不平衡的进化力量开辟了一条新途径。

  据悉,宿主的遗传因素可以赋予对疟疾的抵抗力,这提出了一个问题,即这是否导致了寄生虫种群的进化适应。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04288-3

  研究揭示药物与微生物组的组合、叠加和剂量依赖关系

  德国欧洲分子生物学实验室Peer Bork等研究人员合作揭示药物与微生物组的组合、叠加和剂量依赖关系。12月8日,《自然》杂志在线发表了这项成果。

  通过对MetaCardis队列中2173名欧洲居民的综合多组学分析,研究人员表明药物对宿主和肠道微生物组特征的变异性的解释能力超过了疾病的解释能力。研究人员量化了单一药物的推断效果、它们的组合以及附加效果,并显示后者将代谢组和微生物组转向更健康的状态,例如他汀类药物与阿司匹林的组合协同降低了血清致动脉粥样硬化脂蛋白,或者利尿剂与β—受体阻滞剂的组合丰富了肠道罗氏菌。几种抗生素在处方的疗程数和心脏代谢疾病严重程度相关的微生物组状态之间表现出一种定量关系。

  研究人员还报告了心脏代谢药物剂量、临床标志物的改善和微生物组组成之间的关系,这支持了药物的直接效应。因此,这个计算框架和由此产生的资源能够解除药物和疾病对多药个体的宿主和微生物组特征的影响。此外,使用这个框架确定的强大特征为心脏代谢疾病中药物—宿主—微生物组的相互作用提供了新的假设。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04177-9

  《细胞》

  一个转录流变器将过去活动与未来感觉反应联系起来

  美国哈佛医学院Sandeep Robert Datta课题组发现,一个转录流变器将过去的活动与未来的感觉反应联系起来。相关论文12月7日在线发表于《细胞》。

  研究人员发现,小鼠的1000多个嗅觉神经元(OSN)亚型中的每一个都有一个独特的转录组,其内容由其气味受体和环境之间的相互作用精确决定。这种转录变化被系统地组织起来用于支持感官适应:70多个将气味转化为脉冲的基因的表达水平在OSN亚型之间持续变化,在数小时内动态地适应新环境,并准确地预测急性OSN特定的气味反应。因此,感觉外周通过一个转录流变器将突出的信号从可预测的背景中分离出来,该流变器的时刻状态反映了过去并制约了未来。这些发现提出了一个通用模型:细胞类型内结构化的转录变化反映了个体经验。

  据悉,穿越不同环境的动物既会遇到稳定的背景刺激,也会遇到新的线索,这些线索被认为是由初级感觉神经元检测出来的,然后由下游的大脑回路加以区分。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.11.022

  干细胞样肠道细胞在自身免疫过程中产生致病性效应T细胞

  美国哈佛医学院Vijay K. Kuchroo、Aviv Regev等研究人员合作发现,干细胞样肠道Th17细胞在自身免疫过程中产生致病性效应T细胞。相关论文12月6日在线发表于《细胞》杂志。

  研究人员通过结合命运图谱和超过84000个Th17细胞的转录组和TCR克隆型的剖析,在体内描述了在平衡状态和中枢神经系统自身免疫性炎症期间组织Th17细胞的异质性、可塑性和迁移表型。器官间和器官内的单细胞分析显示,一个稳定的、类似干细胞的TCF1+ IL-17+ SLAMF6+群体被输送到肠道,在那里它被微生物群维持,为IL-23驱动的致脑性GM-CSF+ IFN-γ+ CXCR6+ T细胞的产生提供了一个现成的细胞库。这项研究确定了IL-17+非致病性和GM-CSF+及IFN-γ+致病性Th17群体之间的直接体内关系,并提供了一种机制,通过这种机制,肠道Th17细胞可指导肠外自身免疫性疾病。

  据介绍,虽然肠道Th17细胞对维持组织平衡至关重要,但最近的研究表明它们在肠道外自身免疫性疾病(包括多发性硬化症)的发展中发挥了作用。然而,组织Th17细胞介导这些对立功能的机制仍然是未知的。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.11.018

打印 责任编辑:阎芳

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