不受精也能发育？看《Nature》怎么说 | CNS一周论文推荐（2018.12.21）

科技君说

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《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27期解读，供您参考~

本期速览：

《Cell》-2018.12.13

1. CARM 1和旁粒调节小鼠着床前胚胎发育

2. LincGET的差异表达导致小鼠胚胎发育早期2细胞阶段的细胞命运分歧

《Nature》-2018.12.12

3. 通过重定向水稻种子中胚的一个雄性表达触发器进行无性繁殖

4. 自扩增儿茶酚胺环的破坏可减少细胞因子释放综合症

《Science》-2018.12.14

5. 众多证据揭示南美玉米的复杂进化历程

6. 190万到240万年前的史前文物和石器雕刻的骨头被发现

《Cell》

1

标题：

CARM1 and Paraspeckles Regulate Pre-implantation Mouse Embryo Development

CARM 1和旁粒调节小鼠着床前胚胎发育

关键词：

CAM1、细胞命运、小鼠胚胎

解读内容：

此前的研究还从未在哺乳动物胚胎着床之前，仔细观察过细胞核结构。甲基转移酶CARM 1在胚胎发育早期的异构活性会引发组蛋白H3R 26的差异甲基化修饰，由此调节着床前胚胎谱系的建立。该项研究显示，CARM 1在小鼠胚胎2 – 4（细胞分裂过程中，2个变4个）细胞阶段迅速在细胞核中积累，其中大部分与旁粒（细胞核内结构，主要由长链非编码RNA和旁粒蛋白构成）交互。旁粒的组分Net1及其配体p54nrb，是CARM 1与旁粒交互所必须的，它们对H3R 26甲基化的发生来讲，也是必要的。更进一步来看，CARM 1也影响着旁粒的结构。Neil 1或p54nrb的缺失导致16 - 32细胞阶段发育停滞，转录因子CdX2的表达量升高，促进细胞后续分化为胎盘谱系。这种发育停滞会发生在CARM 1耗尽之前，这表明，旁粒会在CARM 1上游发挥作用，也会在着床前胚胎发育过程中对细胞命运发挥决定性的作用。（解读：李瑜琪）

刊发时间：

2018.12.13

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867418315198

2

标题：

Asymmetric Expression of LincGET Biases Cell Fate in Two-Cell Mouse Embryos

LincGET的差异表达导致小鼠胚胎发育早期2细胞阶段的细胞命运分歧

关键词：

CAM1、细胞命运、LincGET

解读内容：

在哺乳动物胚胎发育过程中，第一次细胞命运分歧是如何被触发以及在此后影响细胞分化的？我们并不清楚。该项研究报道，一种长链非编码RNA ——LincGET在小鼠2 - 4细胞胚胎的细胞核中瞬时差异表达。在受精卵一分为二之后，LincGET在其中一个细胞中过度表达，使这个细胞的后代偏向发育为胚胎（而不是胎盘）。从机理上讲，LincGET与CARM1结合，促进CARM1的核定位，从而进一步提高精氨酸-26的H3甲基化水平，激活偏向胚胎（而不是胎盘）的特异性基因表达，上调转座子，并增加染色质的可及性（染色质从高度螺旋变成更为松散的结构）。如果同时出现LincGET的过度表达和Carm1的耗尽，那么细胞命运就不再偏向胚胎，表明LincGET在胚胎谱系建立中的作用依赖于CARM1。总的来说，该项研究数据表明，LincGET是当前已知的，哺乳动物胚胎细胞发育命运的最早调节剂——在2细胞阶段就开始发挥作用了。（解读：李瑜琪）

刊发时间：

2018.12.13

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31564-2

《Nature》

3

标题：

A male-expressed rice embryogenic trigger redirected for asexual propagation through seeds

通过重定向水稻种子中胚的一个雄性表达触发器进行无性繁殖

关键词：

无性繁殖、重定向

解读内容：

开花植物中，受精作用是如何引发胚胎发育的？未受精情况下，又如何防止胚胎发育？这其中的分子途径尚未清楚。研究人员发现，BBM1——植物中转录因子AP2家族成员，在精子中表达，并在胚胎发育途径上起关键作用，如果它在卵细胞中异位表达，足以引起孤雌生殖。BBM1在合子中的表达最初只出现在雄性等位基因上，后来双亲的基因位点都开始表达。同时敲除BBM1、BBM2、BBM3，会导致胚胎的停滞和流产，而这些情况都能被雄性带来的BBM1基因改善。这些发现表明胚胎发育中的受精需求是由雄性基因组中的多能因子传递介导的。编辑基因组可以取代减数分裂，再与卵细胞中BBM1的表达相结合，可以获得保持全基因组亲本杂合性的克隆后代。合成的无性繁殖性状可以通过多代克隆遗传。而在传统操作中，杂交作物的高产量由于遗传隔离后代无法维持，劣势明显。这项工作确立了作物无性繁殖的可能性，并能通过种子繁殖克隆杂交种。（解读：彭丹）

刊发时间：

2018.12.12

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0785-8

4

标题：

Disruption of a self-amplifying catecholamine loop reduces cytokine release syndrome

自扩增儿茶酚胺环的破坏可减少细胞因子释放综合症

关键词：

儿茶酚胺、CRS、心钠素

解读内容：

细胞因子释放综合症（CRS）是一种可以用于治疗癌症和自身免疫疾病的新型免疫疗法，但是这种方法会产生危及生命的并发症。该项研究发现，心钠素在CRS疗法中，可以通过降低循环儿茶酚胺的水平来使小鼠免受这种并发症。在巨噬细胞的自我扩增中，研究人员发现，儿茶酚胺可协调由溶瘤细菌和脂多糖引起的免疫失调，但络氨酸羟化酶的髓样特异性缺失抑制了这个调节路径。T细胞激活治疗剂诱导的细胞因子释放，会同时伴随着儿茶酚胺的激增，抑制儿茶酚胺的合成，减少了细胞因子在体外和小鼠体内的释放。药物儿茶酚胺与甲氧嘧啶的阻断能够保护小鼠在进行各种生物治疗（溶瘤细菌，T细胞靶向抗体和CAR-T细胞）时免受感染，以及避免CRS致命并发症。文章中发现，儿茶酚胺是细胞因子释放的一个重要成分，它可以被特异性阻断剂调节，但不会损害治疗反应。（解读：赵书华）

刊发时间：

2018.12.12

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0774-y

《Science》

5

标题：

Multiproxy evidence highlights a complex evolutionary legacy of maize in South America

众多证据揭示南美玉米的复杂进化历程

关键词：

驯化玉米、墨西哥类蜀黍基因库、人类介导

解读内容：

当前广泛种植的玉米，其祖先可追溯到约公元前9000年的墨西哥类蜀黍，在公元前7500年左右横越中美洲, 在公元前6500年左右蔓延到南美。来自南美的古玉米基因组表明，人类祖先是在南美墨西哥驯化玉米的，在形成稳定的种植玉米性状之前，墨西哥类蜀黍已经分化出来，不同于野生玉米。随后，在南美洲，从这个部分驯化的类蜀黍祖先群体中进化出了结构复杂的世系。基因组学、语言学、考古学和古生态学数据表明，亚马逊西南部是部分驯化玉米的二级改良中心。由人类介导的多次传播扩散，是现代南美玉米多样性和生物地理学的成因。（解读：曾振华）

刊发时间：

2018.12.14

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/362/6420/1309?rss=1

6

标题：

1.9-million- and 2.4-million-year-old artifacts and stone tool–cutmarked bones from Ain Boucherit, Algeria

190万到240万年前的史前文物和石器雕刻的骨头被发现

关键词：

史前文物、阿尔及利亚、文明

解读内容：

此前在东非发现了已知最早的证据，证明奥尔德沃人的石制品和人类留下的石器切割痕迹可以追溯到260万年前。来自阿尔及利亚阿恩哈内克（Ain Hanech）的约180万年前的石器，被认为是北非最古老的考古证据。该项研究报告了从埃因布歇里特（Ain Boucherit）附近的两个遗迹中挖掘出的较老的石器和刻有记号的骨头，年代估计在190万年前，而更古老的那些，可以追溯到大约240万年前。因此，埃因布歇里特（Ain Boucherit）的证据表明，非洲北部地中海边缘古人类祖先居住的时间比之前认为的要早得多。这些证据有力地证明，石器工具的制造和使用很早就从东非分散开来，或者，在东非和北非可能有多种来源的石器技术。（解读：彭雪）

刊发时间：

2018.11.29

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/362/6420/1297

审核：李瑜琪

编辑：市场部

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