《细胞》
　　研究揭示人类轴向延伸背后兴奋系统
　　美国哈佛大学的Sharad Ramanathan等研究人员发现，控制类器官的对称性破坏揭示了人类轴向延伸背后的一个兴奋系统。相关成果1月18日发表于《细胞》。
　　研究人员开发了一个生物工程和机器学习框架，通过调整它们的空间耦合来优化类器官的对称性破坏。利用这个框架，可重复地生成轴向伸长的类器官，每个类器官拥有一个尾芽和神经管。
　　研究人员发现，一个由WNT/FGF信号组成的兴奋系统通过诱导一个类似神经外胚层的信号中心来驱动延伸。兴奋系统的不稳定性被分泌的WNT抑制剂所抑制，缺少这些抑制剂会导致异位的尾芽和分支。这些结果确定了管理人类稳定轴向延伸的机制。
　　研究人员表示，人类胚胎打破对称性，形成身体的前后轴。当胚胎沿着这条轴线延伸时，尾芽中的祖先产生了生成脊髓、骨骼和肌肉的组织。这就提出了一个问题：胚胎是如何实现轴向延伸和模式化的。虽然体外研究有伦理上的优势，但类器官系统的变异性阻碍了机理上的洞察力。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.043
　　建立姐妹染色体凝聚力复制叉决定因素
　　英国弗朗西斯·克里克研究所的Frank Uhlmann团队，近期发现了建立姐妹染色体凝聚力的复制叉决定因素。相关成果1月23日在线发表于《细胞》。
　　据介绍，伴随着DNA复制，染色体粘连蛋白复合物在新复制的姐妹染色单体之间建立了凝聚力。凝聚力的建立需要通过Eco1乙酰转移酶将保守的内聚素赖氨酸残基进行乙酰化。
　　研究人员探讨了粘连蛋白乙酰化与DNA复制的联系。复制偶联粘连蛋白乙酰化的生化重建表明，在DNA复制过程中形成的瞬时DNA结构调控乙酰化反应。当聚合酶完成滞后链的复制时，链置换合成产生DNA垂悬物，这些DNA垂悬物被修剪以产生缺口的双链DNA。垂悬物和切口都能刺激粘连蛋白乙酰化，而随后的切口连接以完成冈崎片段成熟终止乙酰化反应。剥落或缺口的DNA构成了一条短暂的分子线索，将粘连蛋白乙酰化引导到复制叉后面的一个窗口，粘连蛋白可能在这里捕获两个姐妹染色单体的位置。
　　该研究解释了DNA复制如何与姐妹染色单体的结合建立联系。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.044
　　《自然-生物技术》
　　7302株人类微生物基因组尺度代谢重建
　　爱尔兰戈尔韦大学的Ines Thiele团队研究了用于个性化医疗的7302株人类微生物基因组尺度的代谢重建。相关成果1月19日在线发表于《自然-生物技术》。
　　据介绍，人体微生物组影响多种常用处方药的疗效和安全性。设计结合微生物代谢的精确医学方法需要菌株和分子分辨率的、可扩展的计算建模。
　　研究人员对之前人类肠道微生物基因组尺度的代谢重建资源进行了扩展。AGORA2（通过重建和分析组装肠道生物，第二版）包含7302株菌株，包括98种药物在菌株分辨率上的药物降解和生物转化能力研究，并根据比较基因组学和文献检索进行了广泛筛选。微生物重建在3个独立组装的实验数据集上表现非常好，精确度为0.72至0.84，超过了其他重建资源，并预测已知的微生物药物转化，精确度为0.81。研究证明，AGORA2通过预测616名癌症患者和对照组肠道微生物组的药物转化潜力，实现了个性化的菌株分辨率的建模，该药物转化潜力在个体之间差异很大，与年龄、性别、体重指数和疾病分期相关。
　　AGORA2是人类微生物组的知识库，为宿主-微生物组代谢相互作用个性化预测分析铺平了道路。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41587-022-01628-0
　　工程化活菌抑制小鼠肺部铜绿假单胞菌感染
　　西班牙巴塞罗那科技学院的Maria Lluch-Senar和Luis Serrano合作发现，工程化活菌可抑制小鼠肺部的铜绿假单胞菌感染并能溶解气管导管生物膜。相关成果1月19日在线发表于《自然-生物技术》。
　　据介绍，经过工程改造的活细菌可能为治疗肺部感染提供一种新的方式，肺部感染是全球性死亡的主要原因。
　　研究人员设计了一种基因组还原的人类肺部细菌（肺炎支原体），用于治疗呼吸机相关性肺炎，这是一种与铜绿假单胞菌生物膜相关的医院高死亡率疾病。在验证小鼠体内减毒肺炎支原体的生物安全性后，研究人员通过易位将4种转基因引入染色体，以实现杀菌和生物膜降解活性。在小鼠模型中，该工程菌株对急性铜绿假单胞菌肺部感染具有很高的疗效。
　　此外，研究证明，该工程菌株可以溶解呼吸机相关性肺炎患者气管内形成的生物膜，并与针对肽聚糖层的抗生素结合，以提高对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的疗效。
　　研究人员希望肺炎支原体工程菌株能够治疗呼吸道生物膜相关感染。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41587-022-01584-9