CNS一周论文推荐 | 2018.06.14

科技君说

赶路的时候，总希望有人为自己留一盏灯，有光，有方向，有温暖。

《CNS一周论文推荐》，甄选《Cell》《Nature》《Science》三大刊中，与生命科学相关的文章，助您了解各种疾病、动植物、微生物的最新研究进展和技术突破，及时跟踪最新科研动态，期待成为您科研路上的一盏灯。

第2期解读，供您参考~

《Cell》

1

标题：

Dynamics and Spatial Genomics of the Nascent Transcriptome by Intron seqFISH

利用内含子seqFISH技术研究新转录组的动态变化和空间基因组学

关键词： 

内含子seqFISH、新转录组、时空动态变化

主要内容：

转录组和核组织的原位可视化对于单细胞分析一直是一个重大挑战。本研究开发了一种多重原位单分子分析技术—“内含子seqFISH”，该技术可以同时对单个细胞内10421个基因在转录活化位点处成像，之后便可使用mRNA seqFISH、lncRNA seqFISH以及免疫荧光技术进行后续研究。这种新转录组成像的方法可以用于识别小鼠胚胎干细胞和成纤维细胞内不同的细胞类型和细胞状态。研究也发现RNA的合成位点通常位于染色体的表面区域，并且它们在不同细胞中排列差异很大。更令人惊讶的是，在小鼠的胚胎干细胞和成纤维细胞中，基因转录都存在2小时的振荡周期，并且不同细胞的振荡周期是不同步的。总之，利用内含子seqFISH技术对新转录组空间基因组学的研究，可以发现单细胞中细胞核的排列规律以及快速动态的变化过程。（解读：刘青峰）

刊发时间：

2018年6月7日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30647-0

2

标题：

A Network of Noncoding Regulatory RNAs Acts in the Mammalian Brain

哺乳动物脑中的一个非编码RNA调控网络

关键词：

 ncRNA、调控网络

主要内容：

基因调控中非编码RNA (ncRNA)正在不断引起大家的关注。本研究描述了一个以4个ncRNA为中心的调控网络，其中包含一个长ncRNA、一个环状RNA和两个小RNA，并且利用在小鼠中的基因编辑来探究破坏该网络关键成分后可能引起的影响。研究发现长ncRNA Cyrano几乎可以与miR-7完全配对，从而消除该microRNA，这种靶标介导的microRNA降解机制，与其他研究中已公布的靶标如人工RNA和病毒RNA相比， 会表现得更加有效。另外Cyrano可以通过降低miR-7的表达水平，来阻止miR-7对靶向mRNA的抑制，同时促进Cdr1as（一个可以调节神经活性的环状RNA）的积累。如果没有Cyrano，过量的miR-7会导致细胞质中Cdr1as的破坏，当然另一个miRNA miR-671也会增强切割Cdr1as。总之，该研究发现几种类型的ncRNA可以共同协作组成一个复杂的调控网络。（解读：王晨）

刊发时间：

2018年6月7日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30634-2

3

标题：

SMCHD1 Merges Chromosome Compartments and Assists Formation of Super-Structures on the Inactive X

SMCHD1合并染色体隔间并促进失活X染色体超级结构的形成

关键词：

SMCHD1、拓扑相关区域、隔间、X染色体失活

主要内容：

哺乳动物染色体被划分为A/B隔间和拓扑相关区域（TADs），然而失活X（Xi）染色体则采用了一种独特的构象，它没有明显的隔间或TADs。本研究通过结构蛋白SMCHD1，来探究在X染色体失活过程中Xi是如何重新配置的。研究发现A、B隔间首先融合为S1、S2隔间，同时Xist会扩展到基因富集区。然后SMCHD1结合S1、S2隔间，将它们合并成一个无隔间架构。与目前观点相反，TADs仍位于Xi上面，但处于衰减状态。如果SMCHD1脱离，则会引发持S1/S2结构的持续和TADs的加强。此外，SMCHD1的失去也会造成Xist扩展的区域缺陷和异染色质沉默的破坏。总之，本研究提出一个Xi折叠的逐步模型： SMCHD1可以减弱Xi结构的隐藏层，从而有助于Xist的扩展。（解读：王晨）

刊发时间：

2018年6月7日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30584-1

4

标题：

A Metabolite-Triggered Tuft Cell-ILC2 Circuit Drives Small Intestinal Remodeling

代谢物引发的ILC2簇细胞循环促进小肠重塑

关键词：

簇细胞、ILC2s、琥珀酸受体、蠕虫肠虫、伴随免疫

主要内容：

小肠簇细胞-ILC2循环通过簇细胞化学感应和IL-25介导的固有层ILC2s激活，来调控上皮对肠蠕虫和原生生物的反应。小肠ILC2s持续表达受A20（Tnfaip3）负调控的IL-25受体。ILC2中A20的缺乏会自动触发该循环，并且意外地促进适应性小肠的延长和重塑。断奶后该循环被激活，这是通过一种饮食多糖来实现的，这种饮食多糖可以使小鼠容许Tritrichomonas细菌殖民，最终导致乙酸、琥珀酸盐和原生质体氢化小体的代谢物在腔内积聚。簇细胞表达琥珀酸盐受体GPR91，同时膳食琥珀酸盐（但不是乙酸盐）通过簇细胞、TRPM5和IL-25依赖性途径激活ILC2s。由寄生蠕虫诱发的循环激活和小肠重塑可以抑制新蠕虫的感染，这种现象与伴随免疫一致。总之，本研究描述了一种代谢感应循环，它可能已经进化为促进腔内共生菌互惠共生的一种方式。（解读：王瑞）

刊发时间：

2018年6月7日

原文链接： 

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(18)30591-9

5

标题：

TCR Transgenic Mice Reveal Stepwise, Multi-site Acquisition of the Distinctive Fat-Treg Phenotype

利用TCR转基因小鼠可以逐步、多位点获取特异的Fat-Treg表型

关键词：

内脏脂肪组织、调节性T细胞

主要内容：

内脏脂肪组织（VAT）含有一群调节性T细胞（Treg），它们具有独特的表型并且控制局部和全身炎症以及代谢。 高度富集VAT Tregs的T细胞受体转基因小鼠系的产生，可以便于了解它们的种源、依赖性和活动。 本研究明确阐明了T细胞受体特异性的功能，揭示了Foxp3（primordial Treg transcription-factor）的一个意外功能，证明了interleukin-33 受体的细胞内在作用，并清楚地确定了这些因素的因果关系。VAT-Treg表型的产生需要在脾脏中有一个启动步骤，该步骤允许它们离开淋巴器官并监测非淋巴组织，最终根据微环境而在VAT内进行多样化处理。理解组织Treg的生物学原理是精确定位的先决条件。（解读：韩琨）

刊发时间：

2018年6月7日

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30577-4

《Nature》

6

标题：

Oxidized phospholipids are proinflammatory and proatherogenic in hypercholesterolaemic mice

高胆固醇血症小鼠中的氧化磷脂能促炎和致动脉粥样硬化

关键词：

氧化低密度脂蛋白、天然抗体、炎症、动脉粥样硬化

主要内容：

氧化磷脂（OxPL）无处不在，经常会在许多炎症组织中形成，来介导促炎变化。因为OxPL主要是非酶促脂质过氧化的产物，所以无法特异性的中和它们，且它们在体内的作用基本是未知的。之前的研究克隆了IgM天然抗体E06，发现它能够与OxPL的磷酸胆碱的头基结合，并阻断巨噬细胞摄取氧化低密度脂蛋白（OxLDL），从而抑制OxPL的促炎特性。在本研究中，为了确定体内OxPL在动脉粥样化形成中的作用，研究者使用Apoe启动子获得了可以表达E06单链可变片段（E06-scFv）的Ldlr - / - 型转基因小鼠。E06-scFv从肝脏和巨噬细胞被分泌到血浆中，当达到足够血浆水平时可以抑制体内巨噬细胞摄取OxLDL并防止OxPL诱导的炎症信号传导。在1％高胆固醇饮食4、7和12个月后， Ldlr - / - E06-scFv小鼠动脉粥样硬化比Ldlr - / - 小鼠低57-28％。主动脉瓣的超声心动图和组织学评估表明E06-scFv减轻了主动脉瓣梯度发展并降低了主动脉瓣钙化。另外，腹膜巨噬细胞中胆固醇的积聚和OxLDL的体内摄取均降低，且腹膜和主动脉巨噬细胞炎性表型也会降低。其次，发现血清淀粉样蛋白A降低了32％，这表明全身炎症的减少、肝脏脂肪的变性及炎症的降低。研究者经过15个月的测量，发现E06-scFv可以延长寿命。由于E06-scFv除了结合OxPL并抑制巨噬细胞中OxLDL的摄取能力外，缺乏完整抗体的功能性作用，因此表明OxLDL在致动脉粥样硬化中起主要作用，且OxPL可以促炎和致动脉粥样硬化，而在体内E06则有相反的功能。综上所述，OxPL的失活治疗法可能有利于减少普遍的炎症，包括动脉粥样硬化、主动脉瓣狭窄和肝脂肪变性。（解读：傅涛）

刊发时间：

2018年6月6日

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0198-8

7

标题：

Genomic atlas of the human plasma proteome

人类血浆蛋白组遗传图谱

关键词：

血浆蛋白、数量性状、遗传变异

主要内容：

血浆蛋白在生物代谢途径中起着重要作用，是许多药物的直接靶标，但是目前对控制血浆蛋白水平间个体差异的遗传因素了解甚少。通过间歇性研究，研究人员对健康献血者的人类血浆蛋白质组的遗传结构进行了描述。研究人员发现了972个基因与1,478种蛋白质有关联，在已有相关基因的基础上增加了4倍，包括对1,104种蛋白质的反式联想。为了解在血浆蛋白水平上扰动的结果，研究人员采用了一种综合的方法，将遗传变异与生物途径、疾病和药物数据库联系起来。研究人员通过孟德尔随机分析发现蛋白质定量特征位点与基因表达的数量性状基因位点重叠，以及与疾病相关的位点，发现蛋白质生物标记在疾病中具有因果作用的证据。总之，本研究通过特定的蛋白质将遗传因素与疾病关联起来，表明潜在的治疗靶标、将现有药物与新疾病适应症相匹配的一种可能性，以及正在开发药物的潜在安全问题。（解读：马志云）

刊发时间：

2018年6月6日

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0175-2

8

标题：

Long-distance navigation and magnetoreception in migratory animals

迁徙动物的远距离导航和磁感知

关键词：

远距离导航、磁感知、大脑

主要内容：

几个世纪以来，人类一直对动物可以迁徙长达数千公里的原因感到着迷。 文章中，作者综述了动物定位和导航的可能机制，尤其是长距离迁徙和磁感知。作者认为任何长途迁徙都由三个阶段组成，任何单一的线索或机制都不可能使动物可以精确地在数千公里的范围内进行导航，而多尺度和多感觉的诱发在大脑中的整合是非常必要的。最后作者提出了20个未来20年拟解决的与长途动物导航机制相关的问题。（解读：张海琳）

刊发时间：

2018年6月6日

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0176-1

9

标题：

High-resolution comparative analysis of great ape genomes

类人猿高精度的比较基因组学分析

关键词： 

比较基因组学、结构变异、类人猿

主要内容：

在以往猿类的研究中，基因组组装往往存在上千个gap，并且在组装过程中会以人类基因组为参考，而对于人类进化的遗传学研究则需要一个高质量的、连续的、独立组装的猿类基因组。该研究结合长读长测序组装技术、全长互补DNA测序技术以及多平台scaffold连接技术，对一个黑猩猩（chimpanzee）和一个猩猩（orangutan）基因组进行de novo测序组装，另外也使用长读长技术对两个人基因组进行组装。通过对人类、黑猩猩、猩猩以及大猩猩（gorilla）等5个全基因组序列的比较分析，对物种特有的、与类人猿共有的遗传变异（包括SNP、indel以及大的结构变异）进行了总结。研究人员们发现了大约17000个固定的人类特有的结构变异（fixed human-specific structural variant，fhSV），并对这些fhSV进行注释。有趣的是，与黑猩猩大脑器官相比，这些变体在人类中下调的基因附近富集，特别是在类似于放射状神经胶质神经祖细胞的细胞中。（解读人：张海琳）

刊发时间：

2018年6月8日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/eaar6343

《Science》

10

标题：

Pulmonary neuroendocrine cells amplify allergic asthma responses

肺神经内分泌细胞放大过敏性哮喘反应

关键词：

肺神经内分泌细胞、过敏性哮喘、先天淋巴细胞

主要内容：

肺神经内分泌细胞（PNECs）是罕见的气道上皮细胞，其功能目前还知之甚少。研究者发现，在过敏性哮喘模型中没有PNECs的Ascl1突变小鼠显示出严重钝化的粘膜2型反应。PNEC位于气道分支点周围的第2组先天淋巴细胞（ILC2）附近,且可以通过降钙素基因相关肽（CGRP）刺激ILC2并引发下游免疫应答。另外，PNECs可以通过神经递质γ-氨基丁酸（GABA）诱导杯状细胞增生。在Ascl1-突变鼠气道中滴入CGRP和GABA的混合物恢复了免疫和杯状细胞应答。与此同时，人类哮喘患者的肺部表现出PNECs增加。以上发现表明PNEC-ILC2神经免疫学模块作用于气道分支点，并可以放大过敏性哮喘反应。（解读：傅涛）

刊发时间：

2018年6月8日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/eaan8546

11

标题：

A tetrapod fauna from within the Devonian Antarctic Circle

泥盆纪南极圈内的四足动物

关键词：

四足动物、化石

主要内容：

到目前为止，所有已知的四足动物化石（含足趾脊椎动物）和近四足类动物（如希望螈、提卡塔利克鱼和潘氏鱼）都来自于热带地区和亚热带地区。其中大部分来自欧洲、格陵兰岛和北美大陆，其中只有一个身体化石和一个来自澳大利亚的足迹区域，代表着南部的冈瓦纳超级大陆。该研究描述了两个以前不为人知的四足动物，它们出现于后期的泥盆纪（晚于法门阶），地点在南非的滑铁卢农场，在南极圈内也存在，这表明泥盆纪的四足动物并不局限于温暖的环境，并暗示它们可能是全球分布的。（解读：马志云）

刊发时间：

2018年6月8日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1120

12

标题：

Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes

植物通过胞外膜泡传递小RNA来沉默真菌病原体中的毒性基因

关键词：

植物小RNA、胞外膜泡、真菌病原体、毒性基因

主要内容：

一些致病菌和害虫通常可以将小RNA（sRNAs）转移到宿主细胞内来抑制宿主免疫反应，而宿主也可以转移sRNAs到致病菌和害虫细胞内来抑制它们的毒性。目前，尽管已经在很多互作中观察到sRNA转移，但是具体的转移机制仍不清楚，尤其是从宿主到致病菌和害虫中的转移。本研究发现，宿主拟南芥细胞可以通过分泌类似外泌体的胞外膜泡将sRNAs转移到真菌病原体灰霉菌（Botrytis cinerea）中，这些包含sRNA的膜泡会在感染位点处聚集并被真菌细胞吸收，之后转移过来的宿主sRNA则可以诱导真菌关键致病基因的沉默。总之，在与致病菌的协同进化中，拟南芥演化出了一种可以通过外泌体介导而进行跨物种RNA干扰的免疫应答方式。（解读：刘青峰）

刊发时间：

2018年6月8日

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/16/science.aar4142

审核：刘青峰、李瑜琪

编辑：市场部

相关文章

近期热文

请继续关注“华大科技BGITech”公众号，

科技君将一如既往地为您提供精彩内容！

如有相关问题，欢迎后台留言~~

▼

关注华大科技，尽享精彩科研！