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肠道细菌可以将膳食中的植酸转化为促进健康的脂肪酸
在最近发表在《Nature Microbiology》杂志上的一项研究中，研究人员调查了人类肠道细菌如何代谢膳食植酸盐。植酸盐在植物界非常丰富，尤其是水稻、小麦和坚果。由于其金属螯合特性，它被认为是动物饲料中的抗营养物质。然而，没有证据表明植酸盐可能会对人类造成问题。相反，植物性饮食，包括富含植酸盐的种子和坚果，对健康有益。膳食中补充植酸盐已被证明可以促进上皮修复，改善葡萄糖代谢，减少炎症。然而，潜在的分子机制是难以捉摸的。植酸盐参与胰岛素信号传导、葡萄糖代谢、癌症转移和细胞迁移。它是在细胞内肌醇代谢过程中合成的，是哺乳动物中最丰富的肌醇磷酸盐(InsPs)之一。然而，目前尚不清楚膳食植酸是否
来源：Nature Microbiology
时间：2024-06-14
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研究人员以“惊人”的时间尺度模拟细胞活动
堪萨斯大学的科学家和欧洲的合作者，包括饱受战争蹂躏的乌克兰，将建立生物细胞的计算机模型，通过模拟细胞内的分子相互作用，以接近实验的精度，在更长的时间尺度上加速健康方面的突破。这项研究得到了美国国家科学基金会的IMPRESS-U(乌克兰弹性教育和科学系统国际多边伙伴关系)项目的支持，该项目旨在“通过国际合作支持科学和工程研究、教育和创新的卓越表现，并促进和催化乌克兰研究人员融入全球研究界。”支持这项研究的细胞建模方法是由伊利诺伊大学计算生物学和分子生物科学教授、计算生物学中心主任伊利亚·瓦克瑟(Ilya Vakser)的实验室首创的。Vakser的团队是世界上最顶尖的大分子相互作用建模团队之一。
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细菌产生类病毒粒，促进寄生宿主增殖
病毒在环境中无处不在，生物体已经发展出各种机制来应对它们的威胁。然而，放线菌的基因组包含一个高度保守的基因集，编码病毒样纳米颗粒，尽管其生物学意义尚不清楚。收缩注射系统（CISs）是原核生物中类似噬菌体尾部的纳米结构，它们装载效应蛋白并介导各种生物过程。尽管CIS的功能通过进化已经多样化，并且作为蛋白质输送系统具有巨大潜力，但目前对CIS及其效应蛋白的功能特征仅限于少数CIS谱系。在这里展示了链霉菌（Streptomyces davawensis）的CISs属于一种独特的细菌CISs群体，分布在遥远的门类中，并促进了这种细菌的孢子形成分化。CIS的丧失导致链霉菌中胞外DNA释放、生物量积累和孢
来源：Nature Communications
时间：2024-06-14
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癌症治疗突破毒性更小——更有效的化疗药物
新加坡国立大学医学院的研究人员已经改造了细菌，以有针对性的方式提供化疗。传统的化学疗法往往存在很大的困难，如严重的副作用，对健康细胞的伤害，以及有限的有效性。新加坡国立大学永禄林医学院的研究人员开创了一种突破性的癌症治疗方法。这项新技术提供了一种比传统化疗更精确、更有效、危害更小的替代方案。它不仅提高了治疗效果，而且大大降低了癌症治疗所需的药物剂量。在副教授Matthew Chang的带领下，新加坡国立大学临床与技术创新合成生物学(SynCTI)和新加坡国立大学医学院合成生物学转化计划(Syn Bio TRP)的研究人员确定了一种新的药物输送方法，为癌症患者开发新的临床治疗方法提供了希望。该研
来源：Nature Communications
时间：2024-06-14
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组学研究和人工智能工具有助于我们了解阿尔茨海默病的病因
随着近年来新的组学技术的出现，关于阿尔茨海默病(AD)的复杂、高维数据大量涌现。由IOS出版社出版的《阿尔茨海默病杂志》(JAD)增刊中关于阿尔茨海默病研究组学方法的专题文章集，为改变通路和疾病相关过程提供了新的见解，增加了我们对阿尔茨海默病发病机制的理解，以确定疾病状态、进展和治疗反应的特定生物标志物。阿尔茨海默病是一种复杂的多因素疾病，因此开发良好的模型和治疗方法具有挑战性。利用组学研究(基因组学、表观基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学)和技术以及新兴的人工智能方法，有望解开阿尔茨海默病的分子驱动因素。“新兴的组学技术正在增强我们对阿尔茨海默病的理解和应对复杂性。他们揭示了复杂的分子
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脑老化与外周血管功能障碍
一篇新的评论论文发表在Aging(由MEDLINE/PubMed列为“Aging (Albany NY)”和“Aging- us”由Web of Science)第16卷，第10期，题为“周围血管功能障碍和衰老的大脑”。衰老是大多数疾病的最大的不可改变的危险因素，包括心血管疾病(CVD)，这仍然是世界范围内死亡的主要原因。科罗拉多州立大学和科罗拉多大学的研究人员Devin Wahl和Zachary S. Clayton在他们的新综述中指出，强有力的证据表明，随着年龄的增长，心血管疾病是大脑健康状况下降和全因痴呆的重要决定因素。“心血管疾病还与外周血管和脑血管功能障碍密切相关，这是所有类型痴呆的
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下行神经元网络将类似命令的信号转化为基于群体的行为控制
理解包括人类在内的动物如何将大脑信号转化为协调运动是神经科学的一个基本问题。一般来说，大脑通过“下行神经元”(DNs)向身体发送运动指令，以驱动简单的反射和复杂的行为。但是，庞大的dn数量，以及它们错综复杂的联系，意味着在大型动物身上研究它们可能具有挑战性。例如，一只老鼠大约有7万个DNs，而人脑的DNs数量超过了100万个。果蝇(Drosophila melanogaster)的神经系统相对简单，是一个更容易管理的模型。它大约有1300个神经元，但却能完成复杂的行为，比如走路、飞行、拳击和求爱。这种简单性，加上先进的遗传工具，使果蝇成为研究行为神经基础的理想选择。由EPFL的Pavan Ra
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在接受CAR-T疗法的人群中，存在显著的种族差异
一项新的研究显示，宾夕法尼亚大学医学院的有色人种患者比白人患者接受一种新型基因疗法的可能性要小得多，这种疗法是宾夕法尼亚大学首创的，被誉为治疗某些血癌的方法。宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的研究人员发现，在接受嵌合抗原受体T细胞疗法(CAR-T)治疗的人群中，存在显著的种族差异。CAR-T疗法是一种通过基因改造白细胞来攻击癌症的疗法。根据3月份发表在《New England Journal of Medicine Evidence》上的一项研究，2018年至2022年期间，宾夕法尼亚大学艾布拉姆森癌症中心的非白人种族和族裔患者约占淋巴瘤患者的16%，但只
来源：New England Journal of Medicine Evidence
时间：2024-06-14
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《Science》赢在起跑线：出生后的第一周是感官发育的关键时期
UZH的研究人员发现，小鼠的嗅觉和触觉的成熟是密切相关的，这种强烈的相互作用发生在一个狭窄的发育时间窗口内。这些发表在《Science》杂志上的发现，不仅强调了环境刺激对生命早期大脑组装的重要性，而且强调了感官的相互依赖发展。嗅觉和触觉是哺乳动物最早感知到的感觉，使新生儿能够哺育母亲并与母亲建立联系。如果这两种早期感觉中的一种有缺陷，人类可能会出现各种神经发育障碍。“我们的感官对于大脑回路的正常形成和运作至关重要，”苏黎世大学(UZH)大脑研究所神经科学副教授兼联合主任Theofanis Karayannis说。气味会影响新生儿的大脑先前的研究已经表明相应的感官输入对于感官的发展的重要性——气
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Neuron：大脑如何在不陷入混乱的情况下掌控复杂局面？
研究人员揭示，表现出“混合选择性”的神经元使我们的大脑能够同时处理多个计算，为复杂的认知任务提供所需的灵活性。许多神经元表现出“混合选择性”，这意味着它们可以整合多个输入并参与多个计算。振荡和神经调节剂等机制会吸引它们的参与，并调整它们，使它们专注于相关信息。每天，我们的大脑都在努力优化一种权衡:我们周围发生了很多事情，即使我们也有很多内在的动力和记忆，我们的思想必须以某种方式灵活而集中，以指导我们必须做的每件事。在《神经元》(Neuron)杂志上发表的一篇新论文中，一组神经科学家描述了大脑如何获得认知能力，将所有相关信息整合在一起，而不会被无关信息淹没。混合选择性的作用作者认为，这种灵活性源
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Science打破常规认知：发现免疫细胞内部运作的关键差异
从外部看，大多数T细胞看起来都是一样的：一个小的球形。现在，由苏黎世联邦理工学院分子系统生物学研究所的Berend Snijder领导的一组研究人员使用先进的技术仔细观察了这些细胞的内部。他们的发现表明，细胞毒性T细胞的亚细胞空间组织——Snijder称之为cellular architecture（细胞结构），对它们的命运有重大影响。决定细胞命运的特征当细胞核内陷的细胞遇到病原体时，它们会变成强大的效应细胞，迅速增殖并杀死病原体。而与它们同为球形核细胞（即没有核内陷的细胞）的细胞进化速度则较为缓慢：它们需要更长的时间才能激活，并最终分化为长寿的记忆细胞，抵御生物体未来受到相同病原体的攻击。大
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Nature：大脑中的髓鞘形成可能是“学习”阿片类药物成瘾的关键
即使在成年后，我们的大脑也会不断适应我们的行为，随着我们练习新技能或抛弃旧习惯，神经通路会增强或减弱。现在，斯坦福大学医学院的科学家们通过研究发现，一种特殊类型的神经可塑性，即适应性髓鞘形成，也可能导致药物成瘾。在适应性髓鞘形成过程中，更活跃的脑回路获得更多的髓磷脂——这种脂肪绝缘物使电信号在神经纤维中传播得更快、更有效。例如，学习杂耍或练习钢琴会逐渐增加相关脑回路中的髓鞘形成，从而优化这些能力。但是，对学习、注意力和记忆至关重要的适应性髓鞘形成也有其黑暗的一面。在对小鼠的新研究中，研究人员发现，单剂量吗啡足以触发导致多巴胺生成神经元(大脑奖励回路的一部分)形成髓鞘的步骤，从而刺激小鼠寻找更多
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《Nature Methods》新工具处理空间转录组数据
来自费城儿童医院(CHOP)的研究人员开发了一种新的工具来帮助分析从空间转录组学技术(SRTs)收集的数据，该技术可以同时描述组织中的基因表达和空间位置信息，以确定哪些组织层中的哪些细胞可能驱动各种疾病。该研究结果发表在《Nature Methods》杂志上，使研究人员能够更好地识别和理解新的治疗靶点，以优化治疗策略。SRTs是功能强大的工具，具有令人难以置信的多功能性。一些方法在组织的数千个位置上分析数万个基因，而另一些方法在单细胞水平上测量数百个基因。然而，有了如此多的数据，确定哪些细胞表达哪些基因以及这些基因如何导致疾病可能具有挑战性。例如，在大脑中，研究人员很难区分在其复杂层的不同类型
来源：Nature Methods
时间：2024-06-13
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Nature Biotechnology：精确测量癌症的进化，定义分析肿瘤基因组成的最佳算法
在加州大学洛杉矶分校领导的一项新研究中，研究人员揭示了癌症进化背后的复杂过程，并定义了分析肿瘤基因组成的最佳算法。研究结果发表在《自然生物技术》杂志上，详细介绍了新的在线资源，这些资源可以帮助科学家选择分析肿瘤演变的最佳算法，提高诊断准确性和治疗计划。了解肿瘤的进化对治疗癌症至关重要。具有更多遗传多样性的肿瘤往往更难治疗，更有可能抵抗治疗。特定突变发生的时间也会影响治疗的效果。为了更好地测量进化过程，科学家们使用亚克隆重建算法来分析来自肿瘤的DNA测序数据，从而更好地了解癌症如何开始，生长和对治疗的反应，并为诊断和治疗策略提供有价值的见解。这种方法涉及复杂的数学和计算机算法，已成为更好地理解和
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Science：气味甚至会影响新生儿的触觉发育
嗅觉和触觉是哺乳动物最先感知到的感觉，让新生儿能与母亲建立联系。如果这两种早期感觉中的一种出现缺陷，人类可能会出现各种神经发育障碍。近日，苏黎世大学的研究人员探究了嗅觉与不久后出现的躯体感觉之间的关系。他们发现，在出生后一周内，嗅觉刺激会影响新生小鼠的触觉发育。这项研究成果发表在《Science》杂志上。气味影响新生儿大脑以往的研究表明，相应的感觉输入对感官发育很重要，比如气味对嗅觉、声音对听觉等。不过到目前为止，人们还不清楚感觉输入如何影响另一种感官的成熟。苏黎世大学神经科学副教授Theofanis Karayannis领导的研究团队深入分析了嗅觉刺激对新生小鼠大脑的影响。为此，他们向幼鼠的
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《PNAS》肾癌的意外耐药机制
近二十年来，肾癌如何对拉帕罗格药物产生耐药性一直困扰着科学界。现在，德克萨斯大学西南医学中心肾癌项目的研究人员进行了一项研究。发表在《PNAS》上的一项名为“肾癌中Rapalogs的非常规作用机制和耐药性”的研究为非肿瘤细胞介导Rapalogs在肾癌中的治疗作用提供了意想不到的证据。Rapalogs(或雷帕霉素类似物)被用于治疗肾细胞癌(RCC)和其他类型的肿瘤，但由于肿瘤随着时间的推移会产生耐药性，它们的效用受到阻碍。自2007年这些药物首次用于治疗肾癌以来，发生这种情况的原因一直不明。对靶向治疗(如rapalogs)的耐药性通常涉及药物靶点的突变，从而干扰药物结合。然而，当RCC肿瘤产生耐
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一种可以高效诱导整个组织或单个细胞的精确遗传改变的新工具：iSuRe-HadCre
由Rui Benedito领导的国家心血管研究中心(CNIC)的一组科学家开发了一种名为iSuRe-HadCre的新型遗传工具，可以高效可靠地诱导整个组织或单个细胞的精确遗传改变。这项新技术将成为生物医学研究的重要工具，利用小鼠模型来修改和了解基因功能。几十年来，分析基因功能的金标准方法一直是有条件的cre重组酶遗传学，它提供了对基因改变或基因表达的精确控制。尽管出现了CRISPR/Cas9等新的基因靶向技术，但小鼠模型中的Cre-Lox系统在生物医学研究中的效率、精度和广泛适用性方面仍然无与伦比。这种方法允许研究人员在时间和空间上操纵基因表达，使研究特定组织和特定生物或疾病背景下的基因功能成
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Nature Microbiology：这种方法与目前已知的感染治疗方法完全不同
当一个人摄取食物时，肠内的营养争夺就开始了。微生物群中的各种细菌开始分解食物并为自己提取营养。在这样做的过程中，它们不仅相互竞争，而且还与沙门氏菌或肠出血性大肠杆菌(EHEC)等危险入侵者竞争。微生物组中的某些细菌似乎对沙门氏菌特别有效，这是由HZI“微生物免疫调节”部门的Lisa Osbelt-Block和Till Strowig领导的一个国际团队现在发现的。这些细菌属于氧化克雷伯菌物种复合体，并采用多种策略对抗沙门氏菌，为新的治疗方法提供了潜力。这些原则也可适用于其他传染病的治疗。微生物群中的细菌与沙门氏菌争夺营养克雷伯菌如何影响沙门氏菌的具体机制现在可以在著名的《自然微生物学》杂志上阅读
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科学-转化医学：新方法有望治疗额颞叶痴呆
额颞叶痴呆是一种目前无法治愈的脑部疾病，会导致记忆丧失、语言障碍和性格改变。在5-12%的病例中，疾病是由颗粒蛋白前体（progranulin）的减少引发的。颗粒蛋白前体的功能缺失突变是造成额颞叶变性（FTLD）并伴有TDP-43阳性包涵体的主要风险因素。这会引起脑部炎症、神经元死亡以及中枢神经系统的大量功能紊乱。因此，目前正在开发多种治疗策略，以恢复中枢神经系统中的颗粒蛋白前体。慕尼黑大学医学院和德国神经退行性疾病中心的科学家与美国Denali Therapeutics公司密切合作，现在已经开发出一种治疗方法，可以替代大脑中缺失的蛋白质。他们在《Science Translational M
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Cell：开启下一代抗生素的大门
一个国际研究小组在自然界中发现了近100万种潜在的抗生素来源。包括昆士兰科技大学(QUT)计算生物学家路易斯·佩德罗·科埃略(Luis Pedro Coelho)副教授在内的一个团队在《细胞》(Cell)杂志上发表的一项研究，利用机器学习鉴定了863,498种有前途的抗菌肽——可以杀死或抑制感染性微生物生长的小分子。随着人类与越来越多的对现有药物具有耐药性的超级细菌作斗争，这项研究的发现恰逢全球重新关注抗微生物药物耐药性(AMR)。QUT微生物组研究中心的研究员Coelho教授说:“迫切需要发现抗生素的新方法。”该中心研究来自全球的微生物群落的结构和功能。“它是最大的公共卫生威胁之一，每年导致
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