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Science，Nature子刊两篇文章引领突破性显微镜技术：成像新时代
当显微镜很难捕捉到微弱的信号时，就像不戴眼镜就想在一幅画或一张照片中发现细微的细节一样。对于研究人员来说，这使得他们很难捕捉到细胞或其他材料中发生的小事情。在一项新的研究中，波士顿大学光子学和光电子学讲座教授Ji-Xin Cheng博士及其合作者正在创造更先进的技术，使显微镜在不需要特殊染料的情况下更好地观察微小的样品细节。他们的研究结果分别发表在《自然通讯》和《科学进展》杂志上，帮助科学家以更容易、更准确的方式可视化和理解他们的样本。在本次问答中，同时担任波士顿大学生物医学工程、电子与计算机工程、化学和物理等多个系教授的Ji-Xin Cheng博士深入探讨了两篇研究论文中的发现。他重点介绍了
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《Nature Methods》新技术有效地提供了对基因调控的洞察
Jop Kind团队的研究人员开发了一种名为MAbID的新技术。这使他们能够同时研究在发育和疾病中起主要作用的基因调控的不同机制。MAbID为这些机制如何协同工作或相互对抗提供了新的见解。研究结果发表在12月4日的《Nature Methods 》杂志上。DNA是遗传信息最重要的载体。每个细胞含有大约两米长的DNA。为了确保所有这些遗传物质都适合小细胞核，它必须被紧密地包裹起来。因此，DNA被一种特殊的蛋白质——组蛋白包裹着。DNA和组蛋白的包裹被称为染色质。读取DNA染色质不仅确保所有的DNA都适合细胞，它还决定了遗传物质的哪些部分可以被细胞读取。例如，一段紧密包裹在组蛋白上的DNA比一段松
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刺激与胰腺相连的神经可以再生产生胰岛素的细胞！
胰岛素是一种降低血糖水平的激素。唯一产生胰岛素的细胞是胰腺细胞(β-细胞)，而这些细胞的减少是糖尿病的主要原因。尽管旨在增加胰腺β细胞的治疗方法备受期待，但到目前为止，还没有开发出一种可以增加β细胞的策略。一个研究小组发现，刺激与胰腺相连的自主迷走神经可以改善老鼠的功能，并增加胰腺β细胞的数量，这是一个很有希望的进展。该研究小组由日本东北大学医学院的副教授Junta Imai、助理教授Yohei Kawana和Hideki Katagiri教授领导，于2023年11月9日在国际科学杂志《自然生物医学工程》上发表了他们的研究结果。“利用光遗传学，我们首先开发了一种单独刺激小鼠胰腺的迷走神经的方法
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Cell子刊：100多个“神奇蘑菇”的基因组
科学家们已经收集了几十种“神奇蘑菇”分离株和品种的基因组数据，目的是更多地了解它们的驯化和培养是如何改变它们的。研究人员说，12月4日发表在《当代生物学》杂志上的这一发现，可能为培育出有趣的新品种指明了道路。该研究表明，蘑菇裸盖菇的商业品种缺乏遗传多样性，因为它们被驯化为人类使用。与此同时，他们显示，澳大利亚的归化蘑菇种群保持了更多的多样性，包括控制蘑菇活性成分裸盖菇素生产的独特基因变异。澳大利亚昆士兰大学的Alistair McTaggart说:“令人惊讶的是，一些神奇蘑菇品种的极端纯合性。”“除了控制有性繁殖的基因外，这些品种中的一些几乎没有任何多样性。”他说:“这是有意发生的，在过去的半
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及时服用抗生素
在当今的医学领域，抗生素是对抗细菌感染的关键。这些由细菌和真菌产生的强效化合物是抵御微生物攻击的天然屏障。一组研究人员深入研究了糖肽抗生素的复杂世界，揭示它们的进化起源。糖肽抗生素是对抗耐药病原体的重要资源。Demi Iftime博士和Martina Adamek博士领导了这个跨学科项目，由Evi Stegmann教授和Nadine Ziemert教授指导，并得到了澳大利亚莫纳什大学Max Cryle教授和Mathias Hansen博士的支持。利用先进的生物信息学，研究小组试图破译古代糖肽抗生素的化学蓝图。通过了解它们的进化轨迹，研究人员正在寻找能够指导未来医学应用抗生素发展的见解。该团队的
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Nature子刊：利用一种超灵敏的PCR检测方法，发现新生儿感染来自母亲
GBS可导致新生儿败血症，这是对感染的一种危及生命的反应。在世界范围内，GBS每年造成约5万例死产和多达10万例婴儿死亡。在发表在《自然微生物学》上的一项研究中，研究小组研究了胎盘中GBS的存在与婴儿进入新生儿病房的风险之间的联系。研究人员重新分析了他们之前对436名足月婴儿的研究数据，并在第二组925名孕妇中证实了他们的发现。从他们的分析中，研究人员估计胎盘GBS与新生儿入院风险增加2到3倍有关，每200名婴儿中就有1名因败血症而入院，这几乎是之前估计的10倍。使用目前的诊断测试对这些婴儿进行的临床评估发现，这些病例中不到五分之一的人患有GBS。在美国，所有孕妇都要接受常规的吉兰-巴雷综合征
来源：University of Cambridge
时间：2023-12-06
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白血病细胞激活细胞循环程序
在最近的一项研究中，由歌德大学生物化学II研究所的Stefan Müller教授领导的科学家们研究了一种称为急性髓性白血病(AML)的特殊血癌。这种疾病主要发生在成年期，对老年患者来说往往是致命的。在大约三分之一的AML患者中，癌细胞的遗传物质有一个特征性突变，影响所谓的NPM1基因，该基因包含一种同名蛋白质的构建指令。虽然已经知道突变的NPM1变异(缩写为NPM1c)是白血病发展的一个重要因素，但“与一个由歌德大学各个研究小组组成的跨学科团队一起，我们现在已经发现了NPM1c基因变异的一种新方式，”m<e:1>解释说。据此，改变的蛋白质干预自噬，这是一个重要的细胞过程，由细胞循环
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氯胺酮长期暴露导致小鼠脑多巴胺系统结构变化
氯胺酮是一种具有多种临床应用的药物，但也被非法用作具有解离作用的娱乐性药物。长期接触氯胺酮对大脑的影响尚不清楚，但哥伦比亚大学的研究人员现在已经绘制了氯胺酮对鼠大脑的影响，并发现长时间重复使用氯胺酮会导致大脑多巴胺(DA)系统的广泛结构变化。他们认为，这些发现为开发针对大脑特定区域的氯胺酮疗法提供了支持，而不是用药物清洗整个大脑。研究小组发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的论文的资深作者Raju Tomer说:“我们的全脑图谱数据表明，更安全的方法是针对大脑的特定部位，以最大限度地减少对大脑其他多巴胺区域的意外影响，而不是像现在大多数疗法那样，将整个大脑浸泡在氯胺酮中。”在他们题
来源：Cell Reports
时间：2023-12-06
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研究人员发现深层结构生物学联系有助于改善CAR治疗
嵌合抗原受体(CARs)为罕见和难以治疗的癌症开辟了一个令人兴奋的新治疗领域，因为它们能够提供靶向治疗，杀死肿瘤细胞。肽中心CARs (PC-CARs)依赖于特定的肽“条形码”，这些条形码来自于细胞内由潜在致癌基因产生的蛋白质，旨在发现和靶向癌细胞。这些“条形码”是由人类白细胞抗原(hla)显示的，它帮助免疫系统将自身的蛋白质与外来入侵者(如病毒)区分开来。然而， HLAs来源于最“多态”的基因，有超过25000个等位基因——编码执行基本功能的蛋白质的DNA片段——在它们之间可能会有所不同，这使得设计针对与不同癌症相关的特定等位基因的pc - car变得困难。现在，来自费城儿童医院(
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Neurology生育寿命长对大脑有好处吗?
最近发表在《Neurology》(美国神经病学学会的医学杂志)上的一项新研究表明，终身接触较高雌激素的个体患脑血管疾病的风险可能会降低。这种情况是一种脑血管疾病，由于大脑中的微小血管受损而发生，已知会增加认知能力下降和痴呆的可能性。雌激素在绝经后大脑健康中的作用该研究报告的作者、加拿大魁北克省舍布鲁克大学的Kevin Whittingstall博士说:“以前的研究表明，绝经后脑血管疾病的发病率会增加，这通常是由于缺乏激素所致。目前尚不清楚绝经前的激素暴露量是否会将保护窗口延长到绝经后。”研究人员研究了终生激素暴露(即怀孕次数和生殖寿命)与白质高强度之间的关系，白质高强度是随年龄增长而发展的血管
来源：Neurology
时间：2023-12-06
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对肿瘤内异质性的趋同见解
数学方法在现代肿瘤学中越来越受欢迎，因为它们为癌症的发展提供了新的知识，并为改善治疗提供了新的机会。因此，从数学分析中获得的数据支持了许多组织学发现和基因组结果。例如，博弈论有助于理解癌细胞之间发生的“社会”相互作用。这种新颖的视角使科学界和临床界能够理解驱动这种疾病的隐藏事件。事实上，将肿瘤视为由先前在生态学中定义的规则所支配的个体集体，为患者开辟了新的治疗可能性。在博弈论的框架内，鹰鸽博弈是一种用于分析生物学中的合作与竞争的数学工具。当应用于癌细胞集体时，它解释了肿瘤细胞在竞争外部资源时可能的行为。UPV/EHU经济分析系博弈论专家、伊克巴斯克研究教授Annick Laruelle解释说:
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《Science》牛皮癣、白癜风等自身免疫性疾病的新希望
Peter Doherty感染与免疫研究所的研究人员发现了控制不同类型免疫细胞的不同机制，并发现通过针对这些机制，他们可以选择性地消除“有问题的细胞”，重塑皮肤的免疫景观。他们的发现可能会带来治疗自身免疫性疾病的新方法，比如牛皮癣和白癜风。他们的新研究发表在《Science》杂志上。研究人员写道:“皮肤常驻CD8+ T细胞包括不同的产生干扰素γ的[组织常驻记忆T型1 (TRM1)]和产生白细胞介素17 (IL-17)的(TRM17)亚群，它们对免疫反应有不同的贡献。然而，这些种群是否使用共同的机制来建立组织居住是未知的。在这项工作中，我们发现TRM1和TRM17细胞通过不同的轨迹在皮肤中获得组
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Science：时隔六年，同一研究组再发CRISPR-Cas抗病毒防御新机制
CRISPR-Cas系统通过不同的机制对入侵的外来核酸进行干扰。在细菌中发现了几种不同类型的抗病毒CRISPR-Cas系统，它们在Cas蛋白及其功能上有所不同。目前，最著名的Cas9和Cas12蛋白被广泛用作基因组编辑工具。维尔纽斯大学生命科学中心(VU LSC)教授Gintautas Tamulaitis领导的一组研究人员一直在研究III型CRISPR-Cas10系统，该系统结合了三种不同的酶活性来防御病毒感染。当病毒攻击细菌时，类似于Cas9或Cas12的CRISPR-Cas10会破坏病毒DNA，并切割病毒转录物mRNA。在2017年发表在《科学》杂志上的论文中，该团队发现，在检测到细胞内
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《Nature Genetics》成瘾的原因很多，有些是天生的
在美国有数百万人吸毒成瘾加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的神经科学家Francesca Telese说:“有很多与成瘾有关的耻辱。并不是每个人都意识到，这是一种像许多其他复杂疾病一样的疾病。”为了了解成瘾，研究人员通常会观察大脑中的神经元放电或分子特征，但这些工具无法确定不同细胞类型中与成瘾相关的特定分子。为了更详细地了解成瘾的分子基础，在最近发表在《Nature Genetics》上的一项研究中，Telese和她的合作者使用单细胞分辨率技术来更好地了解不同大鼠的可卡因成瘾他们把注意力集中在杏仁核上，这是大脑中与情绪和记忆有关的部分
来源：Nature Genetics
时间：2023-12-05
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睡眠居然可以积累？！Science新研究发现动物可以每天睡觉数千次，每次只睡几秒钟
帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）因其从耳朵延伸到耳朵的细长黑色羽带而得名，可能是数量最多的企鹅种类。最新研究发现这种企鹅有一种神奇的功能，它的睡眠可以积累，帽带企鹅每天的睡眠时间超过11个小时，但不是一次全部睡完。而对人类来说，打几秒钟的瞌睡显然是睡眠不足的表现，而且在某些情况下，比如开车时，打瞌睡可能会很危险。Science这篇论文的作者表示，这种不会飞的鸟可能是因为需要时刻保持警惕而进化出了这种特性。研究人员指出，这一研究结果表明，与之前的假设相反，睡眠的益处可以逐步累积，至少在某些物种中是这样。每天打盹数千次帽带企鹅被认为是数量最多的企鹅，据估计，目前的繁殖数量接
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挑战当前的范式！科学家开发了阻止癌症生长的新方法
凯斯西储大学(Case Western Reserve)的生化学家正专注于研究一种导致癌症的关键蛋白质的降解，代表了研究领域的重大转变。凯斯西储大学的生化研究人员发现了一种导致癌症的关键蛋白质的新功能，他们认为这一发现可能会为一系列癌症和其他疾病带来更有效的治疗方法。这种蛋白质是LSD1(赖氨酸特异性组蛋白去甲基酶1A)，它在人类细胞内起着一种交通警察的作用。它在胚胎发育过程中控制基因活性，并在整个生命过程中调节基因表达。近年来，科学家们还发现，LSD1的过度表达——在这种情况下，产生过多的蛋白质——可以推动癌症和心脏病的发展。癌症治疗的新方法最近，一些研究人员试图通过停止LSDI的催化活性来
来源：Nature Communications
时间：2023-12-05
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PNAS挑战传统观点：病原体使用武力来破坏免疫防御
这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的研究，在对抗导致结核病、疟疾和衣原体等毁灭性传染病的细胞内病原体的斗争中，引入了一种潜在的改变游戏规则的方法。众所周知，这些疾病很难治疗，因为病原体在宿主细胞内受到保护。“使用寄生虫弓形虫作为我们的代表性病原体，我们的工作表明，一些细胞内病原体在进入宿主细胞时可以施加物理力，从而使病原体逃避降解并在细胞内存活，”该研究的主要作者、印第安纳大学布卢明顿分校艺术与科学学院化学系教授Yan Yu说。“这项工作表明，针对病原体的运动可能是对抗细胞内感染的一种新方法。”正
来源：Indiana University
时间：2023-12-05
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消极还是积极？大脑多巴胺水平的亚秒级变化如何影响人类行为
当我们从积极和消极的经历中学习时，人类的大脑会发生什么?为了帮助回答这个问题，更好地理解决策和人类行为，科学家们正在研究多巴胺。多巴胺是大脑产生的一种神经递质，作为一种化学信使，促进大脑和身体神经细胞之间的交流。多巴胺主要与积极情绪有关，但维克森林大学医学院的研究人员的一项研究结果表明，人脑中多巴胺的释放在编码奖励预测错误(RPE)和惩罚预测错误(PPE)方面起着至关重要的作用。研究人员对接受深部脑刺激(DBS)手术的人类志愿者的大脑多巴胺释放进行了亚秒测量，同时这些志愿者承担了一项特定的任务。研究结果表明，多巴胺可以从积极和消极的经历中学习，使大脑能够根据经验结果调整和适应其行为。“传统上，
来源：Science Advances
时间：2023-12-05
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Science：从贻贝的“快速逃跑”中获取灵感
在自然界和生物医学中有许多策略可以将生物组织和非生物组织牢牢地粘在一起，但这些生物界面如何快速地按需分离，目前还不是很清楚。于是，麦吉尔大学的研究人员决定从大自然中寻找灵感，将研究重点放在贻贝上面。贻贝能够牢固地粘附在无机表面，但在受到威胁时也能迅速脱离。这背后是怎样一种神秘的力量？研究人员近日在《Science》杂志上发表题为“A strong quick-release biointerface in mussels mediated by serotonergic cilia-based adhesion”的文章，解析了贻贝在生物界面上快速释放的机制。原来关键在于贻贝的足丝（byssus
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Science子刊：当阴道微生物群攻击时会发生什么
细菌性阴道病是一种常见的情况，其中阴道的天然微生物群失去平衡，有时会导致性和生殖健康方面的并发症。但这些细菌群究竟是如何破坏阴道健康的，目前还不清楚。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员现在发现，在细菌性阴道病中，某些细菌种类会破坏阴道内壁细胞表面的保护分子，导致细胞更新、死亡和对周围细菌反应的关键过程失调。该研究结果发表在2023年11月29日的《科学转化医学》杂志上，可能有助于解释为什么细菌性阴道病与许多不良的性健康和生殖健康结果有关——这是妇科长期以来的一个谜。“阴道内细菌的平衡对一个人的健康起着关键作用，”共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院妇产科和生殖科学系助理教授沃伦· 刘易斯
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