Science(2 August 2019,vol 365 issue 6452 )
发布人:wuph 发布时间:9/26/2019 9:13:11 AM  浏览次数:65次
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Science

2  August  2019vol 365  issue 6452               

1. 《科学》特刊: CRISPR在中国的真实还原  

420-436

自2012年人类发现CRISPR能用于基因编辑以来,不到十年的时间,与其相关的论文从最初的127篇,已飞速增长到了14000多篇,增幅超过100倍!其中热度,可见一斑。顺应时代的浪潮,中国在CRISPR技术上投入了大量资源,并快速发展成了全球的CRISPR大国之一。其中,农业与医药是其应用的主要前沿。在普利策中心(Pulitzer Center)的协助下,Jon Cohen先生拜访了5座位于中国的CRISPR大城,并将他的所见所想汇总成5篇文章,以特刊的形式,发表在了今日的《科学》杂志上。

关注

2. 希望的田野   

 JON COHEN      422-425

说到CRISPR在中国的应用,农业毫无疑问是其中的重中之重。据统计,中国是世界上发表CRISPR农业应用论文最多的国家,论文数是第二名的两倍。

3. 动物的世界    

 JON COHEN         426-429

在疾病研究中,动物模型有着极为重要的作用。其中,非人灵长类模型又有其特殊的地位。本文指出,在中国至少有四组研究团队正在大规模地编辑猴子基因,这得益于一个积极的科研环境。

4. 重塑的信任    

JON COHEN      430-437

在学术界,一条负面的新闻往往会盖过大量积极的进展。经过CRISPR基因编辑的婴儿诞生后,整个来自中国的学术群体都遭受了不同程度的非议。一次不幸的事件,固化了对于中国学术研究“无章法”的刻板印象。中科院神经科学研究所的杨辉研究员在这条爆炸性新闻发生的次日,向公众公布了一篇尚在同行评议中的未发表论文(现已发表,点击可读),这在业内实属罕见。论文中,杨辉研究员指出一种单碱基编辑器会带来严重的意外脱靶效应,因此使用上存在风险。本文指出,杨辉研究员想通过这一举动,让全世界了解到,中国科学家也同样会做正面的研究工作。“我们想要为患者带来更安全的基因编辑工具。”杨辉研究员说道。

5. 新成果                                             510

简讯 

6. 新闻一览                                        412-413 

一周科学相关政策与相关新闻报道。

深度调查

7. 美拟停止政府资助的胎儿组织研究 

 JOCELYN KAISER     414

近日,美国卫生与公众服务部(HHS)宣布,将禁止部分由联邦政府资助的研究使用自愿堕胎产生的胎儿组织,并加强对这类研究的监管。这是美国政府继禁止联邦资金支持人类胚胎基因编辑研究之后的又一项新规定。新规定引起科学家强烈不满,这一政策将波及艾滋、寨卡病毒方面的研究。

研究型文章

8. 泛素去折叠化是Cdc48 ATP酶复合物处理其底物的初始步骤     

EDWARD C. TWOMEY

Cdc48 ATPase及其辅助因子Ufd1/Npl4能结合并处理多泛素化蛋白,使其能够被蛋白酶体降解,但Cdc48如何处理折叠状态下的底物仍未知。本研究报道Cdc48 ATPase和Ufd1/Npl4及多泛素化底物复合物的冷冻电镜结构。Cdc48复合物首先将泛素分子去折叠,泛素分子与Npl4结合并进入Cdc48分子机器中。这说明Cdc48底物的去折叠是从泛素分子的去折叠开始的。

9. 野生小鼠来代孕,新方法或能建立更好的人类免疫模型

    STEPHAN P. ROSSHART

摘要:为了更好地模拟人类的免疫反应,研究人员创造了由野生老鼠代孕生出的实验室老鼠。本研究将实验小鼠C57BL/6胚胎植入野生小鼠中,产生的“wildlings”小鼠具有天然微生物群及病原体和C57BL/6遗传背景。Wildlings的细菌、真菌和病毒组对多个器官的免疫产生影响,肠道菌群使其对环境的适应性相比实验室小鼠高,并在两项临床前研究中模拟人类免疫应答表型。该结果表明具有天然微生物组和病原的模型可提高研究的可重复性,安全性及成功率。

10. 硅藻光系统II-光捕获天线超复合物的色素-蛋白质网络结构

 XIONG PI

硅藻在全球初级生产力和碳生物地球化学循环中发挥重要作用。本研究报道中心藻纲角毛硅藻的光系统II-岩藻黄素和叶绿素a/c结合蛋白(PSII-FCPII)超复合物的冷冻电镜结构,发现该复合物由两个单体构成,每个单体有两个四聚体和三个单聚体FCPII围绕PSII核心,核心腔体表面包含五个外周放氧蛋白。该结果揭示硅藻中巨大的色素网络有助于高效的光能捕获、输运和耗散过程。

11. 古代传染性癌症谱系的体细胞演化和全球扩张 

   ADRIAN BAEZ-ORTEGA

犬传染性生殖道肿瘤(CTVT)是数千年前出现的癌症谱系,癌细胞在宿主间转移。本研究使用546个CTVT外显子构建出时间分辨的系统发育谱系,描述其全球扩张情况。由此识别出CTVT的高度环境特异性突变过程。CTVT几乎没有阳性选择,只有必要基因才能检测到阴性选择。研究结果解释长时间存在的CTVT因应诱变环境过程的变化,并表明中性遗传漂变是癌症长期演化的主要特征。

12. 液体压力和活动性粗化定位小鼠囊胚腔    

  JULIEN G. DUMORTIER

小鼠胚胎中囊胚腔的形成打破胚胎对称性,使胚胎获得第一个对称轴,但囊胚腔的形成过程尚不明确。本研究发现压力液体的聚积使细胞间连接破裂,形成数百个微米级小腔,并最终合并为单个大腔,该过程类似泡沫粗化中的奥氏熟化。对嵌合突变小鼠胚胎中细胞间的液压进行调控,可控制囊泡腔的最终位置。

13. 海洋氧化铁海水氧同位素的地质历史 

   NIR GALILI        469-473

自太古代海洋沉积岩的氧同位素 δ18O增加了 ,因温度和流体 δ18O对岩石同位素的共同控制组成让解释变得较为困难。氧化铁沉淀实验揭示了一种弱温度依赖性的氧化铁-水氧同位素分馏,表明海洋沉积物  δ18O值长期上升主要是因为海水 δ18O 增加。 δ18O富集可能来源于陆相沉积物覆盖增加、高低温地壳蚀变比例变化或这些与其他因素的综合作用。

报告

14. 用宽带隙铅含氧酸盐稳定可用于太阳能电池的卤化物钙钛矿表面  

SHUANG YANG     473-478

本研究展示了将卤化铅钙钛矿与硫/磷酸盐离子反应可将表面转化为不溶于水的铅(II)含氧酸盐,包覆的铅含氧酸盐薄层通过形成强化学键来增强钙钛矿薄膜的耐水性,也可通过钝化未配位的表面铅中心来降低钙钛矿表面的缺陷密度,以此可以有效地增加载流子复合寿命和转换效率。经过1200小时的老化试验后,该光电池样品的转换效率仅仅下降了3.2%。

15. 基于经典造父变星的银河系三维地图   

    DOROTA M. SKOWRON        478-482 

银河系是一个条状螺旋星系,可通过其他星系中所见结构外推的不同示踪单元推断其物理性质,但示踪单元间的距离是通过间接测量的且和模型相关。本研究根据数千颗经典造父变星的位置和距离,绘制了一张三维的银河系地图,地图展示了银河系年轻恒星群的结构,并约束了银河系圆盘的弯曲形状。已观测到的造父变星分布可通过旋臂中一个恒星形成模型来重构。

16. 3D生物打印胶原蛋白,以重建人类心脏的组成部分   

 A. LEE     482-487

本研究基于自由可逆悬浮水凝胶包埋(FRESH)方法 提出了一种三维打印方法,可打印出20微米分辨率的胶原支架,细胞在其中填充生长后,可形成不同尺寸的人类心脏部件,如微小血管和三叶瓣等。FRESH -3D生物打印心脏可精确复制特定患者的解剖结构,人心肌细胞打印的心室表现出同步收缩、定向动作电位传播和收缩时外壁增厚等生理活动。

17. 应对捕鱼行为,对比基因组变化揭示了鱼群表型平行演化   

 NINA O. THERKILDSEN        487-490

人类造成了自然界广泛的演化改变,但是我们对人类世中快速适应的基因组基础知之甚少。本研究追踪了实验鱼群中所有蛋白质编码基因的基因组变化,复制品系的对比分析表明平行等位基因频率发生变化,但是只有一超级簇基因的变化频率快速上升,主导了演化动态变化。因此平行表型变化掩盖了高度差异化的基因组来应对选择,也阐释了面对人类诱导的选择物种快速适应具有偶然性。

18. 使用电容摩擦生电技术实现经皮超声能量收集   

  RONAN HINCHET     491-494

植入式医疗系统的主要挑战是需要可靠的电力输送。本研究使用超声波通过皮肤和体液输送机械能,并通过一种轻薄的植入式振动摩擦发电器进行有效的能量收集。研究人员成功在水中以166微库伦的速度给锂离子电池充电,在猪组织通过超声波能量传输电压和电流分别达到2.4伏和156微安。研究发现表明电容式摩擦电驻极体是第一个能够媲美压电的技术。

19. 异分支酸衍生的植物应激激素水杨酸合成   

 DMITRIJ REKHTER      498-502

植物激素水杨酸(SA)调控生物与非生物应激响应。而大部分病原体诱导的SA来源自异分支酸。本研究探究异分支酸在细胞区室转化为SA的具体位置和方式,发现在拟南芥中异分支酸的通路下游仅需要两种额外的蛋白质:转运蛋白EDS5和细胞溶质酰胺转移酶PBS3蛋白。研究结果表明最少仅需三个区室化蛋白可保护通路免受演化压力和病原体干扰。

20. 解析Cdc48分离酶在解折叠底物蛋白时的结构 

   IAN COONEY        502-505

细胞机器Cdc48在多条生物通路中参与从细胞器或多亚基复合物中分离其蛋白质底物,但目前尚不清楚其具体机制。本研究解析了与衔接蛋白和天然底物形成复合物的Cdc48的结构,发现Cdc48的底物结合残基呈螺旋构象并贯穿两个ATP酶环的中央孔,以此与底物结合。该结果表明Cdc48和其他 AAA+ ATP酶统一的蛋白易位机制。

21. 基于结构设计靶向人类RSV疫苗的概念证明   

  MICHELLE C. CRANK       505-509

能够确定病毒表面蛋白质中和敏感性抗原表位原子级结构的技术是疫苗学革命性进步,将为疫苗研发带来全新方法。本研究在一期人类免疫原性数据中,发现靶向呼吸道合胞病毒融合糖蛋白(RSV F)融合前特异性表面的抗体在血清中的中和活性增加了10倍以上。该发现为基于结构的疫苗提供了临床概念证明,表明RSV疫苗的成功研发具有可行性。

 


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