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《Nature》3月最受关注的五篇论文

PaperRSS2018-11-15 07:38:07

    

英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众,让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2018年2月3日 ~ 2018年3月5日):


1 通过饮食限制防癌


    多机构联合完成的研究表明,限制在食物中常见的一种单一蛋白质的摄入是预防乳腺癌扩散的关键所在。这也就是说,饮食可能会影响致命型乳腺癌的传播。这一研究成果公布在2月7日的Nature杂志上


    大多数乳腺癌患者不是由于他们的原发性肿瘤致死,而是由于癌症扩散到肺,脑,骨骼或其他器官,引发死亡。癌细胞为了能扩散,首先需要离开原来的肿瘤,在血液中作为“循环肿瘤细胞”存活,然后殖民到其他器官上去。如果能设法阻止这种情况的发生就能增加生存的机会。


Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer 
Nature ( IF 40.137 ) Pub Date : 2018-02-07 , DOI: 10.1038/nature25465 

    在这项研究中,英国剑桥大学癌症研究所的研究人员发现,让实验室小鼠吃一种名为天冬酰胺asparagine的氨基酸,阻断天冬酰胺的产生,就能极大的减少三阴性乳腺癌的扩散能力。


2 最常见的DNA突变是如何发生的?

变形怪(Shape-shifters)并不仅仅是虚构的,其实它们是真实存在的,就在我们体内的DNA里。

    杜克大学,俄亥俄州立大学的一组研究人员揭示了人类DNA中鸟嘌呤和胸腺嘧啶中两个通常不匹配的碱基是如何改变形状,在螺旋DNA“阶梯”上形成一个不显眼的环,从而能够避开我们体内针对基因突变的天然防御的。这一研究成果公布在2月1日的Nature杂志上。


    文章通讯作者之一,俄亥俄州立大学化学与生物化学教授Zucai Suo解释说:“当这两个碱基偶然形成氢键时,起初它们并不合适,因此会沿着DNA螺旋伸出来,这样复制DNA的酶通常就会很容易检测到它们,进行修复。但是在偶然的情况下,这些碱基在检测之前改变了形状,就好像它们能彼此‘对接’,因此可以像正常的碱基对那样安装上去,逃脱DNA修复机制。”“他们是坏人,但是假装自己是个好人来骗取生存。”这一发现为研究其他类型的DNA突变奠定了基础,DNA突变在我们人体的衰老过程和疾病发生中扮演了重要的角色。


3 揭开抑郁症核心机制的谜团

        浙江大学医学院和求是高等研究院胡海岚教授课题组在抗抑郁机制方面研究所取得的重大成果。研究人员揭示了快速抗抑郁分子的作用机制,推进了人类关于抑郁症发病机理的认知,并为研发新型抗抑郁药物提供了多个崭新的分子靶点。这一研究成果以研究长文(Research Article)的形式在线发表于2篇Nature文章。



4“从头开始的DNA甲基化”

    加州大学河滨分校的一个研究小组解析了在DNA甲基化过程中起关键作用的一种酶的晶体结构,这对于了解“从头开始的DNA甲基化”具有重要的意义。

这一研究成果公布在2月7日的Nature杂志上。由加州大学河滨分校的宋继奎(Jikui Song,音译),以及王钢(Gang Greg Wang,音译)领导完成。

    DNA甲基化会改变基因表达,这种基本的细胞作用机制对植物,动物和人类的演化具有重要意义。研究发现DNA甲基化能调节基因组稳定性和细胞分化。在人体中,甲基化发生错误与各种疾病,包括癌症有关。

    在哺乳动物中,DNA甲基化最初是由两种相关酶:DNMT3A和DNMT3B在生殖细胞发育和早期胚胎发育过程中建立。理解DNA甲基化如何“从头开始”的并不容易,其中一大挑战就是解析这些酶的结构。


    在这篇文章中,加州大学河滨分校的研究人员获得了结合了底物的DNMT3A晶体结构。这一突破揭示了这种酶如何识别和甲基化它的底物的重要信息。

“这个结构揭示了DNMT3A分子如何靶向同一个DNA分子上相邻的两个底物位点的过程。我们的工作提出了从头DNA甲基化的第一个结构性观点,并且为了解DNMT3A突变如何影响癌症,如急性骨髓性白血病提供了模型,这些研究为剖析DNMT3B的功能提供重要的见解,”宋博士表示。


5 更强健的CRISPR

    尽管CRISPR的使用方法很多,归根究底它们都依赖一个由RNA构成的引导分子加一个DNA切割酶(最常用的DNA切割酶是Cas9),该复合体能在具有特定分子特征的DNA上着落。标准CRISPR工具包使用的是酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的天然spCas9,它只能在DNA一端固定为3个特定碱基(NGG,N代表任何核苷酸,G表示鸟嘌呤分子)的情况下着陆。人类基因组32亿碱基对中大约仅十六分之一有这个正确序列,“这真是一个大限制条件,”刘教授说。


    2月28日,《Nature》在线报道,经过改造的新型Cas9酶比现行Cas9至少增加了4倍的对接位点。这意味着过去许多CRISPR无法触及的人类疾病基因,现在都可进行编辑了。


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