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《科學》:Volume 365 Issue 6460
研究揭示女性卵子染色體錯誤對生殖能力的影響
丹麥哥本哈根大學Eva R. Hoffmann小組近期研究發現人卵中的染色體錯誤會影響生殖壽命中的自然繁殖力。
相關論文發表在2019年9月27日出版的《科學》雜誌上。
研究人員追蹤了9歲至43歲女性人卵母細胞中的染色體分離，並報告非整倍性遵循U曲線。
特定的分離錯誤類型顯示出不同的年齡依賴性，從而為U曲線提供了定量的解釋。
全染色體非分離事件優先與年輕女孩的非整倍性增加有關，而著絲粒和更大範圍的cohesion蛋白丟失會隨著女性年齡增加限制其生育能力。
這些發現表明，源自卵母細胞的染色體錯誤決定了人類的自然繁殖力曲線。
據介紹，染色體錯誤或非整倍性會影響大量人類的受孕，導致流產和先天性疾病。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1466
人類腎臟的免疫分區圖譜問世
英國劍橋大學和威康桑格研究所的Menna R. Clatworthy、Sam Behjati、Sarah A. Teichmann和Muzlifah Haniffa等研究人員合作繪製了人類腎臟的時空性免疫分區圖譜。
這一研究成果於2019年9月27日發表在國際學術期刊《科學》上。
研究人員使用單細胞RNA測序來解決了人腎臟的時空免疫拓撲結構。研究人員揭示了上皮區室中解剖學定義的免疫基因表達模式，在成熟的但不是胎兒腎臟的腎盂上皮中有明顯的抗菌肽轉錄物。
在胎兒和成熟的腎臟中都存在著組織駐留的髓樣和淋巴樣免疫細胞的網絡，並在產後獲得了促進感染防禦能力的轉錄程序。
上皮與免疫的交流將抗菌巨噬細胞和嗜中性粒細胞精心安排在最容易感染的腎臟區域。
總體而言，這項研究為人類腎臟的免疫格局如何分區以應對主要的免疫學挑戰提供了綜合概述。
據悉，組織駐留的免疫細胞對於器官的穩態和防禦很重要。上皮可以直接或通過與免疫細胞交流來實現這些功能。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1461
腸道菌群可調控宿主代謝的晝夜節律
腸道菌群通過組蛋白去乙醯化酶3（HDAC3）調節宿主代謝的晝夜節律，這一成果由美國德克薩斯大學西南醫學中心Lora V. Hooper研究組近期取得。
相關論文發表在2019年9月27日出版的《科學》雜誌上。
研究人員發現，腸微菌群通過HDAC3控制小鼠小腸中的晝夜代謝節律。
菌群誘導腸上皮HDAC3的表達，其有節奏地被募集到染色質上，並在組蛋白乙醯化、代謝基因表達和養分吸收方面產生同步的晝夜振蕩。
HDAC3還非典型地起作用，以共激活雌激素相關受體α，誘導脂質轉運蛋白Cd36進行菌群依賴的節律性轉錄，並促進脂質的吸收和飲食誘導的肥胖。
這些發現表明，HDAC3整合了微生物和晝夜節律的信號，以調節晝夜代謝節律，並指出了微生物控制宿主代謝的關鍵機制。
研究人員表示，晝夜節律是哺乳動物新陳代謝的主要特徵，它可使新陳代謝過程與晝夜光照周期同步。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1428
科學家繪製多發性硬化症遺傳圖譜
國際多發性硬化症遺傳學聯合會描繪了多發性硬化症（MS）基因組圖譜，並發現周圍免疫細胞和小膠質細胞對疾病的易感性。
2019年9月27日，《科學》雜誌發表了這項成果。
研究人員分析了47429例MS和68374例對照受試者的遺傳數據，並建立了MS遺傳結構的參考圖譜，其中包括主要組織相容性復合體（MHC）之外的200個常染色體易感性變體、一個X染色體變體以及32個拓展的MHC基因變體。
研究人員使用了多種方法來對551種可能的易感基因進行優先排序，這些基因提示了分布在免疫系統細胞成分中的多個先天和適應性途徑。
使用分選的人類小膠質細胞的表達譜，研究人員觀察到了這些腦駐留免疫細胞中MS基因的富集，表明這些基因可能在靶向中樞神經系統自身免疫過程中發揮作用，儘管MS最有可能最初是由周圍免疫反應的擾動所觸發的。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/eaav7188
棲息地連接可持續增加植物多樣性
美國威斯康辛大學麥迪遜分校Ellen I. Damschen研究小組取得一項新進展。他們通過一項為期18年的實驗，發現棲息地的連接能夠不斷增加植物多樣性。
2019年9月27日出版的《科學》發表了這項成果。
在一個大型且重複性良好的棲息地碎片化實驗中，研究人員發現，與未連接的碎片區域相比，在連接的碎片區域中239種植物的年定植率高5％，而每年的滅絕速度則降低2％。
這導致多樣性出現穩定、非漸近地增加，近二十年後，相連碎片區域中的物種增加了近14％。
這些結果表明，連接的全部生物多樣性價值遠比以前估計的要大，而且無法在短時間內有效評估，並且可以通過儘早地連接棲息地來實現最大化。
研究人員表示，目前的研究可能大大低估了棲息地碎片化的有害影響以及連接碎片區域的好處，因為引起生物多樣性變化的定居和滅絕速度變化可能需要數十年的時間。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1478
科學家首次實現對基因表達的超聲成像
美國加州理工學院Mikhail G. Shapiro研究小組近日取得一項新成果。他們的最新研究開發了能夠可視化哺乳動物細胞基因表達的超聲成像技術。
相關論文發表在2019年9月27日出版的《科學》雜誌上。
研究人員表示，對完整生物內部發生的細胞過程的研究需要使細胞功能可視化的方法，例如深層組織中的基因表達。
超聲波是一種廣泛使用的生物醫學技術，可實現具有高時空解析度的無創成像。
但是，沒有遺傳編碼的分子報道可用於將超聲造影劑與哺乳動物細胞中的基因表達聯繫起來。
為了解決這個限制，研究人員創造了哺乳動物的聲學報告基因。
從細菌的基因簇開始，研究人員設計了一個真核生物遺傳程序，將其引入哺乳動物細胞會導致稱為氣體囊泡的細胞內充氣蛋白質納米結構的表達，從而產生超聲對比。
哺乳動物的聲學報告基因可以使細胞以低於0.5％的體積密度可視化，並可以對活體動物中的基因表達進行高解析度成像。
相關論文信息：
https://science.sciencemag.org/content/365/6460/1469
《細胞》
單細胞示蹤成像技術助力神經發育研究
美國霍華德休斯醫學研究所Philipp J. Keller和Yinan Wan等研究人員，在整個發育神經迴路中利用單細胞示蹤成像技術重構了新興神經元群體的活動。
2019年9月26日，《細胞》在線發表了這項成果。
研究人員提出了一種成像方法，用於從神經發生到指示最早的自發運動行為的模式化活動的出現，全面跟蹤整個發育中的斑馬魚脊髓的神經元譜系、運動、分子身份和活動。
研究人員發現運動神經元首先是活躍的，並與鄰近的神經元形成局部模式的集成。
這些集成合併，達到閾值大小後全局同步，最後招募連合中間神經元以協調對脊椎動物運動很重要的左右交替模式。
單個神經元根據其出生時間和解剖學起源定型地進行功能性成熟。
這項研究提供了重構胚胎髮生過程中如何發揮功能性迴路的通用策略。
研究人員表示，動物的生存需要在胚胎髮生過程中發育正常的神經系統。新生神經元必須組裝成產生能夠指示行為的活動模式的迴路。
要闡明該過程的協調方式，需要採用新方法，這些方法應遵循整個發育迴路中所有細胞的成熟和活動。
相關論文信息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30958-4
研究發現新型CRISPR抑制蛋白
丹麥哥本哈根大學Xu Peng研究團隊近期一項研究發現，一個由古細菌病毒所編碼的蛋白可抑制III型CRISPR-Cas系統。
相關論文2019年9月26日在線發表於國際學術期刊《細胞》。
研究人員報道了由Sulfolobus病毒SIRV2編碼的III型CRISPR-Cas抑制劑AcrIIIB1的發現。
AcrIIIB1專門抑制由輔助蛋白Csx1的RNA酶活性介導的CRISPR-Cas III-B亞型免疫。
AcrIIIB1似乎不與Csx1結合，而是與兩種不同的III-B亞型效應物復合物Cmr-α和Cmr-γ相互作用，已知它們響應於原間隔序列轉錄物的結合而合成了可激活的環狀寡聚腺苷酸（cOA），cOA可激活 Csx1的RNA酶活。
因此，研究人員推斷AcrIIIB1通過干擾Csx1 RNA酶活相關過程來抑制III-B型CRISPR-Cas免疫。
據介紹，細菌和古細菌具有驚人的CRISPR-Cas系統多樣性，可分為六種類型，對病毒感染構成了重大障礙。
作為病毒與宿主之間「軍備競賽」的一部分，病毒編碼I、II和V型CRISPR-Cas系統的蛋白抑制劑，但是尚不清楚其他機制上不同的CRISPR-Cas類型的天然抑制劑。
相關論文信息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31009-8
阿爾茨海默病病理學和治療策略綜述
美國華盛頓大學醫學院David M. Holtzman團隊針對阿爾茨海默病（AD）進行了病理學和治療策略相關的綜述。
2019年9月26日，《細胞》在線發表了這一論文。
研究人員介紹，AD是一種具有複雜病理生物學特性的異質性疾病。
細胞外β-澱粉樣蛋白沉積為神經炎斑塊和高磷酸化tau的細胞內積累為神經原纖維纏結的存在，仍然是AD診斷的主要神經病理學標準。
但是，最近的一些基本發現凸顯了其他關鍵細胞和分子過程的重要病理作用。儘管如此，目前尚無改善疾病的治療方法，而且許多3期臨床試驗均未能證明其益處。
研究人員回顧了人們對AD病理生物學理解的最新進展，並討論了當前的治療策略，重點介紹了最新的臨床試驗和開發未來疾病修飾療法的機會。
相關論文信息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)31007-4
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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/nStyem0BJleJMoPMrdCm.html