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破解人类如何以不同速度高效行走的神经关键
我们在走路的时候通常不会想到它，但走路是一项复杂的任务。在我们的神经系统的控制下，我们的骨骼、关节、肌肉、肌腱、韧带和其他结缔组织(即肌肉骨骼系统)必须协调运动，并以不同的速度以高效的方式对意想不到的变化或干扰作出反应。在机器人技术中复制这一点绝非易事。现在，日本东北大学工程研究生院的一个研究小组利用肌肉骨骼模型复制了类似人类的变速行走，这种模型由反射人类神经系统的反射控制方法控制。这一生物力学和机器人技术的突破为理解人类运动设定了新的基准，为创新机器人技术铺平了道路。他们的研究细节发表在2024年1月19日的《公共科学图书馆计算生物学》杂志上。“我们的研究已经解决了复杂的挑战，即复制不同速度
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《Cell》身体发炎，究竟是谁负责精准地招募中性粒细胞？
最近的两项研究发现，哺乳动物细胞的外细胞表面存在RNA。细胞表面与大多数细胞RNA所在的细胞核和细胞质在拓扑结构上是不同的，因此对细胞表面RNA的功能及其如何产生和运输提出了重要的问题。一篇是2020年《基因组生物学》的文章描述了在人类循环血细胞(主要是单核细胞)中发现的一组膜相关细胞外RNA (maxRNA)。作者认为这些RNA种类可能是从死亡细胞释放的RNA中捕获的。maxRNAs的体内功能、它们的产生和它们的识别机制尚未被确定。另一篇是《细胞》杂志2021年的发现，癌细胞系和胚胎干细胞中的一些小RNA具有N-糖基化。在细胞膜上发现了许多N-糖基化的小RNA，称为糖RNA。GlycoRNA
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诺奖成果助力发现了一个关键的蛋白质修饰模式
在一个复杂的分子生物学常常看起来像宇宙一样浩瀚而神秘的世界里，一项新的突破性研究深入研究了蛋白质的微观世界，揭示了它们存在的一个迷人的方面。这一发现可能会对理解和治疗无数人类疾病产生深远的影响。把蛋白质想象成驱动生命机器的微小引擎。就像发动机需要修改以优化性能一样，蛋白质也要经历“蛋白质修饰”——这是一个改变其功能、位置和寿命的关键过程。这个修饰过程中的一个关键角色是蛋白质脂肪酸附着(“蛋白质脂肪酰化”)，类似于添加一种特殊成分(即脂肪酸)，使蛋白质能够将自己固定在细胞膜上。通过使用高分辨率质谱法的细致调查，博伊斯·汤普森研究所(BTI)的科学家们在模式生物秀丽隐杆线虫中发现了脂肪酸附着的关键
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Nature Methods标志着首次在单细胞水平上探索RNA结构：一种创新RNA测序方法
来自A*STAR新加坡基因组研究所(GIS)的研究人员发现了一种创新的单细胞核糖核酸(RNA)测序方法，可以对单细胞核糖核酸（RNA）进行测序，研究RNA结构在单个细胞中的作用。由于单个细胞中的核糖核酸形状各不相同并驱动着不同的功能，研究许多细胞中的集体核糖核酸形状可能会忽略核糖核酸结构和功能的个体差异。这种新方法被命名为Sc-SPORT(Single Cell Structure Probing Of RNA Transcripts，单细胞 RNA 转录本结构探测，生物通注)，它能够基于形状而不是序列识别对人类发育和疾病至关重要的生物标志物。虽然单细胞基因表达分析显示了在看似相似的单个细胞中
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为什么对不健康的食物这么着迷？Cell子刊发现新的肠-脑回路
了解我们为什么会暴饮暴食不健康的食物是一个长期存在的谜。虽然我们知道食物的强大力量会影响我们的选择，但我们大脑中这背后的确切回路尚不清楚。迷走神经从肠道向大脑发送有关食物营养价值的内部感觉信息。但是，大脑中与我们所吃的食物相关的奖励的分子基础还没有完全被理解。现在，莫奈尔化学感官中心的一个研究小组在《细胞代谢》上发表了一项新研究，揭示了内部神经线路，发现了不同的脂肪和糖的渴望途径，以及一个令人担忧的结果：这些途径的结合过度引发了我们比平时吃得更多的欲望。“食物是大自然的终极强化剂，我们现在已经确定肠道中的神经细胞，而不是口腔中的味觉细胞是关键的驱动因素。我们发现不同的肠道-大脑通路被脂肪和糖吸
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PNAS：一种新的候选药物有望治疗多囊肾病
常染色体显性多囊肾病（ADPKD）是多囊肾病中最常见的一种，可导致肾脏肿大，并最终丧失功能。这种疾病影响着全球1200多万人，许多患者到60多岁时需要进行透析或肾移植。麻省理工学院和耶鲁大学医学院的研究人员近日发现，一种最初作为癌症药物开发的化合物有望治疗ADPKD。这种药物的作用原理是利用肾脏囊肿细胞易受氧化应激影响的特性。他们利用两种小鼠疾病模型研究后发现，这种药物能显著缩小肾囊肿，而不会伤害健康的肾脏细胞。这项研究成果于2024年1月19日发表在《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上。麻省理工学院生物工程与化学系的John Essigmann教授、耶鲁大学医学院助理教授Sorin Fede
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盐浓度、线虫和自动驾驶
由东京大学的Ayaka Matsumoto和Yuichi Iino领导的联合研究表明，盐浓度的暂时降低只会导致线虫颈部运动神经元在其活动的特定阶段被激活。这种激活调节了线虫向高盐浓度方向运动的轨迹。这一发现确定了线虫整合感觉和运动信息的神经机制，这是了解更复杂动物导航神经机制的第一步。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。人类文明花了数千年的时间集中精力制造(某种程度上)自动驾驶汽车。然而，即使是最简单的动物也能整合有关环境的感官信息，并相应地调整自己的动作。因此，感觉信息和运动控制的整合是生物学家可以解决的最基本的问题之一。这正是研究小组决定使用一种叫做秀丽隐杆线虫的线虫进行的
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Cell：朝着定义青光眼亚群迈出了重要一步
一项针对非洲血统人群的新分析发现，三种基因变异可能导致该人群易患青光眼并致盲。非洲血统的人患青光眼的可能性是其他人的5倍，失明的可能性是其他人的15倍，但绝大多数研究都使用了欧洲血统的数据。由宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员领导的这项研究发表在《细胞》杂志上。“我们的工作是朝着定义青光眼亚群迈出的重要一步，提供了早期筛查的能力，并发现了个性化治疗干预的可靶向途径，”研究作者Rebecca Salowe说，她是资深作者Joan O 'Brien实验室的研究项目负责人。这项新研究涉及了11200多名非洲血统的人，发现了两种与原发性开角型青光眼相关的特殊变异。开角型青光眼是青光眼最常见
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在诊断智力障碍时，全基因组测序的诊断率更高，成本也更高
澳大利亚研究人员领导的一项新研究显示，对于智力障碍患者，全基因组测序的诊断率要高于传统的外显子组测序，不过价格也高得多。这篇题为“Narrowing the Diagnostic Gap: Genomes, Episignatures, Long-Read Sequencing and Health Economic Analyses in an Exome-Negative Intellectual Disability Cohort”的论文于1月19日发表在《Genetics in Medicine》杂志上。澳大利亚神经科学研究中心、新南威尔士大学的研究人员Tony Roscioli及其同
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两篇文章报道一种对男性和女性大脑的影响不同的痴呆症
与患有DLB的女性相比，男性大脑受损的区域更多。右侧的线状图显示，患有DLB的男性比女性更早出现脑损伤，而随着时间的推移，患有DLB的女性比男性出现更严重的脑损伤。患DLB的男女之间脑损失的差异在75岁左右消失。痴呆症是一种脑部疾病，会影响个人的记忆、语言或理解和处理情绪的能力等心理能力。在不同类型的痴呆症中，路易体痴呆(DLB)是一种比较常见的痴呆症。最近，人们有兴趣更好地了解性别和性别是否在DLB中起作用。卡罗林斯卡学院的研究人员最近发表了两篇关于DLB性别差异的文章。路易体痴呆的性别差异近年来，痴呆症护理正在摆脱对所有患者采用相同方法的做法。相反，患者的个体特征，例如他们的性别、年龄、生
来源：Karolinska Institutet
时间：2024-01-24
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快速止血的生物工程材料被开发出来
在美国，超过1100万人服用抗凝血或抗血小板药物，如肝素或阿司匹林，来治疗心脏病和中风等严重疾病。然而，这些药物也会使患者在受伤或手术期间面临危及生命的出血风险。为了改进减少失血的策略，由布莱根妇女医院(Brigham and Women 's Hospital)的研究人员领导的一个团队开发了一种多孔材料，可以最大限度地吸收血液，有效地激活凝血机制，即使在服用抗凝或抗血小板药物的患者中也是如此。布莱根妇女医院是麻省总医院布莱根医疗保健系统的创始成员之一。发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究结果显示，止血材料，或“止血剂”，在接受心导管插入术的抗凝血剂患者中，平均约5分钟内止
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Nature Microbiology：抗生素劫持了细菌免疫力
细菌有一种免疫系统，可以保护它们免受被称为噬菌体的病毒的侵害。来自 宾根大学和维尔茨堡大学的一个研究小组现在已经展示了这种免疫系统如何增强针对霍乱病原体霍乱弧菌的特定抗生素的效果。免疫系统是这种细菌对已知最古老的抗生素之一——抗叶酸类抗生素特别敏感的原因。该团队的研究结果发表在最新一期的《自然微生物学》杂志上。霍乱弧菌在世界范围内引起严重的霍乱疫情，并在许多发展中国家流行。它的免疫系统由几个分子防御系统组成，保护细菌免受各种噬菌体的攻击。其中一种防御系统被称为CBASS(基于周期寡核苷酸的噬菌体信号系统)。当霍乱弧菌受到噬菌体攻击时，CBASS就会被激活，并导致受感染的细菌自我毁灭——从而防止
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研究人员在一种罕见的疾病中发现了细胞交通堵塞
麦吉尔大学生物系教授阿兰娜·瓦特(Alanna Watt)领导的研究人员发现，受神经系统疾病影响的脑细胞发生了以前未知的变化。他们的研究发表在《eLife》杂志上，可能为未来治疗这种疾病铺平道路。脊髓小脑共济失调6型，被称为SCA6，是一种罕见的神经系统疾病，它会破坏大脑小脑部分的功能，导致运动和协调困难。这种疾病是由基因突变引起的，症状从成年期开始，随着时间的推移而恶化，目前尚无治愈方法。虽然科学家们早就知道SCA6的特征是小脑的变化，小脑是大脑中调节运动和平衡的部分，但这些变化的确切机制以及它们如何促进SCA6的发生和进展尚不完全清楚。该研究观察了患有SCA6的小鼠模型，这些小鼠经过基因改
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一种新的候选药物可以缩小肾囊肿
常染色体显性多囊肾病(ADPKD)是多囊肾病最常见的形式，可导致肾脏肿大并最终丧失功能。这种疾病影响着全球超过1200万人，许多患者在60多岁时最终需要透析或肾脏移植。麻省理工学院和耶鲁大学医学院的研究人员现在发现，一种最初作为潜在癌症治疗药物开发的化合物有望治疗ADPKD。这种药物的作用原理是利用肾囊肿细胞对氧化应激的脆弱性——一种有害自由基和有益抗氧化剂之间的不平衡状态。在一项使用两只患有该疾病的小鼠模型的研究中，研究人员发现，这种药物可以显著缩小肾囊肿，而不会损害健康的肾细胞。麻省理工学院环境健康科学中心的研究科学家和项目经理Bogdan Fedeles说:“我们真的相信这有可能影响该领
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发现活动性狼疮肾炎的新生物标志物
休斯顿大学的Chandra Mohan是狼疮研究的先驱，他的实验室发现了新的生物标志物，可以改善狼疮肾炎的早期诊断性能。早期识别肾脏累及狼疮和及时治疗是必不可少的，减少疼痛，痛苦和最终死亡，它引起的。系统性红斑狼疮(SLE)，通常被称为狼疮，是一种自身免疫性疾病，当身体攻击自己的组织和器官时发生。这种疾病引起的炎症会影响身体的许多不同部位，包括关节、皮肤、肾脏、血细胞、大脑和心脏。狼疮性肾炎是SLE最常见、最严重的临床表现之一，也是导致患者死亡的主要原因。正如Mohan、Hugh Roy和Lillie Cranz Cullen生物医学工程教授在《Journal of Autoimmunity》
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缺失的基因与不育：端粒保护和精子头尾连接
缺乏某种基因的小鼠不能产生后代，因为它们的精子缺少尾巴和头部之间的连接。哥德堡大学的一篇新论文指出了男性不育的可能原因。哥德堡大学的研究人员发现了一种新的蛋白质，他们将其命名为“MC2”，这种蛋白质在小鼠可游动精子的形成中起着至关重要的作用。这种蛋白质是在精子的头部和尾部之间建立功能性连接所必需的。“这种连接位于精子头部的‘颈部’，在精子游向卵子时促进协调运动和功能。当然，如果没有这种连接，尾巴和头也能完美地形成——但无济于事，因为它们将无法到达目标，”哥德堡大学化学和分子生物学系的博士生Kexin Zhang说。对女性来说不重要在小鼠身上进行的实验向Kexin Zhang和她的研究同事表明，
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研究发现，长COVID与ME/CFS之间存在密切联系
奥塔哥大学的一项新研究发现，患有长COVID或肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征(ME/CFS)的人可以从协调的治疗策略中受益。发表在《科学报告》上的初步研究证实了研究人员一段时间以来的怀疑:这两种情况密切相关。该研究的主要作者、名誉教授沃伦·塔特(Warren Tate)说，这项研究是首次对两种疾病的免疫细胞蛋白进行比较分子研究，“有力地肯定了”两者之间的联系。“这意味着可以将过去30年来缓慢积累的ME/CFS病理生理学研究的信息和治疗机会转移到了解和治疗全球目前估计的1亿例长COVID。“但同样重要的是，富裕国家目前投入大量资源进行长冠状病毒研究，虽然尚未取得重大突破，但也可以使数百万‘隐藏的
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科学家发现了导致遗传性肾病的突变
基因改变或突变会导致遗传性肾脏疾病，最终导致透析或需要肾移植。确定遗传性肾脏疾病的病因是确定治疗方法的第一步。怀揣着这个目标，维克森林大学医学院和捷克共和国布拉格查尔斯大学第一医学院的研究人员发现了遗传性肾病的一种新的遗传原因。该研究结果最近发表在《国际肾脏》杂志上。根据维克森林大学医学院肾脏病学教授Anthony J. Bleyer医学博士和该研究的通讯作者的说法，突变是在一个编码脂质转运蛋白质的基因中发现的。突变导致脂蛋白沉积在肾脏的中间(髓质)，导致慢性肾脏疾病。在过去的20年里，Bleyer一直在研究患有遗传性肾病的家庭，并收集了500多个家庭的DNA。虽然在大多数家庭中发现了肾脏疾病
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正面鼓励？儿童大脑对奖励的敏感性与社会经济背景有关
麻省理工学院的神经科学家发现，大脑对奖励体验的敏感性——这是动机和注意力的关键因素——可以由社会经济条件决定。在一项对社会经济地位(SES)差异很大的12至14岁儿童的研究中，研究人员发现，社会经济地位较低的儿童对奖励的敏感度低于那些家庭背景较富裕的儿童。当孩子们玩猜谜游戏时，研究小组利用功能性磁共振成像(fMRI)测量了他们的大脑活动，猜中一次就能获得额外的钱。当来自较高社会经济地位背景的参与者猜对时，大脑中与奖励有关的纹状体比来自较低社会经济地位背景的孩子活跃得多。大脑成像结果也与社会经济地位背景较低和较高的参与者对正确猜测的反应行为差异相吻合。研究结果表明，较低的社会经济地位可能会促使大
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人工智能利用肿瘤遗传学预测治疗反应
在2024年1月18日发表在《癌症发现》杂志上的一项开创性研究中，加州大学圣地亚哥分校医学院的科学家利用机器学习算法解决了癌症研究人员面临的最大挑战之一:预测癌症何时会抵抗化疗。所有细胞，包括癌细胞，都依靠复杂的分子机制来复制DNA，这是正常细胞分裂的一部分。大多数化疗通过破坏快速分裂的肿瘤细胞中的这种DNA复制机制来起作用。虽然科学家们认识到肿瘤的基因组成严重影响其特定的药物反应，但肿瘤内发现的大量突变使得预测耐药性成为一项具有挑战性的前景。新的算法通过探索众多基因突变如何共同影响肿瘤对阻碍DNA复制的药物的反应，克服了这一障碍。具体来说，他们在宫颈癌肿瘤上测试了他们的模型，成功地预测了对顺
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