Top Journal一周论文导读 | 生命科学生命医学（3篇华人成果）

2016-12-31 科研圈科研圈

审校：赵维杰史静雯访冬

发育生物学

Developmental Biology

Spatiotemporal antagonism in mesenchymal-epithelial signaling in sweat versus hair fate decision

间质上皮信号的时空拮抗作用决定汗液与毛发命运

Catherine P. Lu, Lisa Polak, Brice E. Keyes, Elaine Fuchs

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/aah6102

图片来源：science

（导读陈月欣）上皮-间质交联（cross-talk）对于皮肤附属器的发育至关重要。本研究发现，BMP和FGF的信号作用及SHH的阻断共同促成了汗腺的发育，而SHH信号及BMP的阻断共同促成了毛囊的发育。这些信号分子的调节在人类和小鼠的发育过程中分别通过不同机制达成。

Abstract

基因组学

Genomics

Distribution and clinical impact of functional variants in 50,726 whole-exome sequences from the DiscovEHR study

discovEHR研究中50726人全外显子组序列中功能变异的分布及临床影响

Frederick E. Dewey, Michael F. Murray, John D. Overton…Aris Baras, David J. Carey

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/aaf6814

（导读峰子）由美国盖辛格健康系统与再生遗传学中心合作进行的DiscovEHR项目对5万多人的外显子进行测序，发现了420多万个罕见基因变异，结合临床电子病历（EHR）信息，确定了大量潜在新的药物位点，并明确了基因测序在患者健康管理中的重要作用，为精准医学计划和以基因组为指导的治疗方案提供了蓝图。

Abstract

Genetic identification of familial hypercholesterolemia within a single U.S. health care system

一项美国卫生保健系统内家族性高胆固醇血症的遗传鉴定

Noura S. Abul-Husn, Kandamurugu Manickam, Laney K. Jones…Frederick E. Dewey, Michael F. Murray

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/aaf7000

图片来源：science

（导读陈月欣）本研究对盖辛格健康系统内超过5万名参保人员的外显子序列和电子病历进行了筛查，发现家族性高胆固醇血症（FH）相关突变携带者患冠状动脉疾病的风险显著偏高，但其中多数患者尚未通过传统诊断手段发现问题并接受他汀类药物的有效治疗。本研究表明基因筛查应当在FH诊断中广泛应用。

Abstract

Redefining the invertebrate RNA virosphere

重新定义无脊椎动物RNA病毒圈

Mang Shi, Xian-Dan Lin, Jun-Hua Tian…Edward C. Holmes & Yong-Zhen Zhang（张永振，中国国家疾控中心）

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20167.html

（导读峰子）本文分析了来自9个动物门220多个无脊椎动物物种的转录组，在其中发现了1445种RNA病毒。这些病毒填补了RNA病毒进化史中的空白，描绘了RNA病毒与宿主间相互作用的演化历程，揭示了一个比原有认识更加复杂与多样化的无脊椎动物RNA病毒圈。

Abstract

结构生物学

Structural Biology

A three-dimensional movie of structural changes in bacteriorhodopsin

细菌视紫红质结构变化的三维电影

Eriko Nango, Antoine Royant, Minoru Kubo…Richard Neutze, So Iwata

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/1552

图片来源：sciencemag

（导读郭思瑶）细菌视紫红质（Bacteriorhodopsin，bR）是一种光驱质子泵和典型膜转运蛋白。研究人员运用时间分辨的连续飞秒晶体学，实现了光子激活后bR结构改变的毫秒级别可视化。蛋白质的一系列结构变化显示了bR转运蛋白跨膜逆浓度梯度转运质子的过程。

Abstract

Crystal structure of unlinked NS2B-NS3 protease from Zika virus

寨卡病毒NS2B-NS3蛋白酶非连接态的晶体结构

Zhenzhen Zhang, Yan Li, Ying Ru Loh, Wint Wint Phoo, Alvin W. Hung, CongBao Kang, Dahai Luo（罗大海，新加坡南洋理工）

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/1597

（导读峰子） NS2B-NS3蛋白酶对寨卡病毒的复制至关重要，是一个重要的药物靶标。本文在此解析了分辨率为1.58埃的NS2B-NS3蛋白酶非连接自由态以及在活性位点反向结合肽段的晶体结构，加速了基于结构的针对寨卡病毒及相关致病黄病毒的抗病毒药物研究。

Abstract

Near-atomic-resolution cryo-EM analysis of the Salmonella T3S injectisome basal body

沙门氏菌T3S注射装置基座结构的近原子分辨率冷冻电镜分析

L. J. Worrall, C. Hong, M. Vuckovic…Z. Yu & N. C. J. Strynadka

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20576.html

图片来源：nature

（导读雷文茜）沙门氏菌T3S注射装置是很多革兰氏阴性菌入侵细胞引起致病的关键，其中注射装置基座是横跨细胞膜的结构基础。本研究首次利用单粒子冷冻电子显微镜在埃级分辨率上观察了沙门氏菌T3S注射装置基座结构，为研究基座中各组分结构提供了参考。

Abstract

High-resolution crystal structure of the human CB1 cannabinoid receptor

人类CB1大麻素受体的高分辨率晶体结构

Zhenhua Shao, Jie Yin, Karen Chapman, Magdalena Grzemska, Lindsay Clark, Junmei Wang & Daniel M. Rosenbaum

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20613.html

Shao Z, Yin J, Chapman K, et al. 2016.

（导读韩宇）人类大麻素G蛋白偶联受体（GPCR）可调节多种物质的功能应答，是多种疾病的药物靶点，但对其分子机制的研究缺乏高分辨率的结构数据。本文使用GPCR设计和脂立方相结晶确定了分辨率为2.6Å的CB1受体结构，为研究大麻素受体功能及源性大麻素系统提供了基础。

Abstract

Structure of RNA polymerase I transcribing ribosomal DNA genes

转录核糖体DNA基因的RNA聚合酶I的结构

Simon Neyer, Michael Kunz, Christian Geiss…Patrick Cramer & Achilleas S. Frangakis

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20561.html

Neyer S, Kunz M, Geiss C, et al. 2016.

（导读韩宇） RNA聚合酶I（Pol I）是转录核糖体DNA（rDNA）并调节真核细胞生长的高度进行性酶，但其活跃转录构象中的结构尚未确定。本文通过两种冷冻电子显微镜方法从酵母中得到活跃转录的Pol I结构，提出一种调控转录延伸的模型。

Abstract

神经生物学

Neuroscience

Active cortical dendrites modulate perception

有效皮层树突活动调节知觉域限

Naoya Takahashi, Thomas G. Oertner, Peter Hegemann, Matthew E. Larkum

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/1587

图片来源：sciencemag.org

（导读李骏）目前人们对于知觉究竟发生在神经系统的哪个层面上尚未达成共识。本研究发现小鼠初级躯体感觉皮层的一部分第5层椎体神经元的尖端树突钙活动与对胡须弯曲度的知觉域限之间存在相关性。通过操控尖端树突的活动能够引起知觉域限的改变，提示知觉在树突层面上存在因果性机制。

Abstract

植物学

Botany

Precursor processing for plant peptide hormone maturation by subtilisin-like serine proteinases

类枯草杆菌丝氨酸蛋白酶通过前体加工介导植物肽激素成熟

Katharina Schardon, Mathias Hohl, Lucile Graff, Jens Pfannstiel, Waltraud Schulze, Annick Stintzi, Andreas Schaller

来源：Science，http://science.sciencemag.org/content/354/6319/1594

（导读峰子）肽激素由较大的前体蛋白水解而来，可调节植物的生长与发育。本研究通过蛋白酶抑制剂的组织特异性表达，发现在拟南芥中，类枯草杆菌蛋白酶类在成熟IDA信号肽生成过程是必需的，且一些功能冗余的类枯草杆菌蛋白酶类均参与其中。

Abstract

Chemical intervention in plant sugar signalling increases yield and resilience

对植物糖信号的化学干预提高其产量和抗逆能力

Cara A. Griffiths, Ram Sagar, Yiqun Geng…Matthew J. Paul & Benjamin G. Davis

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20591.html

图片来源：nature

（导读邸正傲） 6-磷酸海藻糖（T6P）是控制植物体内糖类使用和分配的关键信号分子。本文设计出几种可穿过细胞膜的T6P前体，将其引入植物体并进行光诱导即可在体内释放T6P，从而实现对糖信号通路的控制，并提高粮食作物的淀粉产量和应对干旱胁迫的抵抗能力。

Abstract

细胞生物学

Cell Biology

mRNA quality control is bypassed for immediate export of stress-responsive transcripts

应激反应转录组的紧急核输出可越过mRNA的质量控制

Gesa Zander, Alexandra Hackmann, Lysann Bender, Daniel Becker, Thomas Lingner, Gabriela Salinas & Heike Krebber

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20572.html

（导读峰子）细胞在极端条件下优先合成热休克蛋白，并抑制非热休克蛋白转录组的转录、加工与出核，而其调控机制未知。本研究发现，生存压力可以引起接头蛋白和Mex67从非热休克蛋白mRNAs上解离使其无法出核，并越过mRNA质量控制，直接驱动Mex67介导热休克蛋白mRNAs出核及快速转录翻译，保障细胞在极端条件下生存。

Abstract

生物医学

Biomedical Science

Persistent microbiome alterations modulate the rate of post-dieting weight regain

持续的微生物组变化调节节食后体重恢复的速度

Christoph A. Thaiss, Shlomik Itav, Daphna Rothschild…Eran Segal & Eran Elinav

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20796.html

（导读陈月欣）节食后的体重反弹现象在肥胖症患者中非常普遍。本研究鉴定出一种与节食后体重恢复有关的肠道微生物组信号，该信号在节食后产生并长期维持，参与调节体内黄酮类物质水平及能量代谢。微生物靶向方法或可在日后应用于肥胖症的诊断与治疗。

Abstract

Early dissemination seeds metastasis in breast cancer

早期癌细胞转移促成乳腺癌转移

Hedayatollah Hosseini, Milan M. S. Obradović, Martin Hoffmann…Julio A. Aguirre-Ghiso & Christoph A. Klein

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20785.html

（导读陈月欣）癌症的转移性扩散常常发生在肿瘤形成的早期。通过对HER2小鼠乳腺癌的研究发现，黄体酮诱导的信号通路在癌症早期引发细胞转移，而在晚期癌症中促进细胞增殖。早期低密度病灶中的细胞有更强的干细胞性和转移能力，导致了80%的乳腺癌转移。

Abstract

Mechanism of early dissemination and metastasis in Her2+ mammary cancer

HER2阳性乳腺癌的早期扩散和转移机制

Kathryn L. Harper, Maria Soledad Sosa, David Entenberg…Christoph A. Klein & Julio A. Aguirre-Ghiso

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20609.html

（导读峰子）已有研究表明肿瘤扩散可能发生在肿瘤发生早期，早期扩散癌细胞（early disseminated cancer cells, eDCCs）的转移机制尚不清楚。本研究发现在早期扩散过程中，Her2 eDCCs可激活类似Wnt依赖的上皮细胞向间充质细胞转化的扩散机制，并在休眠后形成转移，为研究更好的肿瘤转移预防方法奠定基础。

Abstract

Integrin-YAP/TAZ-JNK cascade mediates atheroprotective effect of unidirectional shear flow

整合素Yap / taz-jnk级联反应介导单向剪切流的抗动脉粥样硬化作用

Li Wang, Jiang-Yun Luo, Bochuan Li…Yi Zhu（朱毅，天津医科大学） & Yu Huang（黄聿，香港中文大学）

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20602.html

图片来源：nature

（导读张志伟）粥样硬化会导致血液流动模式由单向剪切流变为扰动流。本研究发现，单向剪切流可以促进整合素β3与Gα13的相互作用、抑制RhoA活性、促进YAP/TAZ磷酸化，进而抑制JNK信号，从而降低炎性反应水平、抑制发动脉粥样硬化的发生。这一通路的发现为动脉粥样硬化治疗提供了新的靶点。

Abstract

NLRC3 is an inhibitory sensor of PI3K–mTOR pathways in cancer

NLRC3是PI3K-mTOR通路的抑制感受器

Rajendra Karki, Si Ming Man, R. K. Subbarao Malireddi…Philip Rosenstiel & Thirumala-Devi Kanneganti

来源：Nature，http://www.nature.com/nature/journal/v540/n7634/full/nature20597.html

（导读严冰） NLR（拥有亮氨酸富集重复和核苷酸结合域的蛋白质）是细胞质中一类固有免疫感受器。对NLR家族成员NLRC3（又叫CLR16.2或NOD3）研究发现缺乏NLRC3的小鼠易患直肠炎和结肠直肠肿瘤。NLRC3可抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路的激活，在肠上皮细胞中抑制细胞增殖和组织形成，阻止结肠直肠癌发生。

Abstract