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奇怪的细菌通过编写新基因来挑战教科书
遗传信息的传递通常遵循一个明确的路径：DNA中的基因作为模板生成RNA分子，RNA分子再被翻译成蛋白质。然而，科学界在1970年发现了逆转录酶，这种酶能将RNA逆转录成DNA，这一发现颠覆了传统的遗传信息传递模式。而今，科学家们揭示了更为奇异的现象：一种细菌版本的逆转录酶能够利用RNA模板在DNA中创造出全新的基因。这一突破性发现由纽约哥伦比亚大学的分子生物学家Stephen Tang和生物化学家Samuel Sternberg领导的团队所完成。他们研究了一种名为肺炎克雷伯菌的细菌逆转录酶产生的DNA分子，并发现这些分子由许多相同的重复片段组成，每个片段都与一段神秘的RNA相匹配。研究团队指出
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基因组中的古老病毒序列可能影响精神疾病的易感性
由伦敦国王学院领导的一项新研究发现，数千个源于古代病毒感染的DNA序列在大脑中表达，其中一些序列与精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症等精神疾病的易感性相关。通过先进的全转录组关联研究（TWAS），研究人员揭示了与常见精神疾病相关的新基因表达模式，为未来的治疗研究提供了路线图。这项题为“Integrating human endogenous retroviruses into transcriptome-wide association studies highlights novel risk factors for major psychiatric conditions”的研究成果于5月2
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哥伦比亚大学研究认为铁死亡是导致新冠肺炎的主要细胞死亡机制
COVID-19是由新冠病毒 SARS-CoV-2 感染引起的，可导致肺炎甚至引起急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 。后者是该病重症患者预后不良和死亡率高的原因。肺部是 SARS-CoV-2 感染期间受影响最严重的器官，引发肺部广泛反应的根本原因仍不清楚，尚无针对 COVID-19 肺部症状的有效治疗方法。哥伦比亚大学的研究人员进行的一项新研究发现，铁死亡是导致COVID-19肺部疾病的主要细胞死亡机制。这一发现提示，用候选药物阻止铁死亡可能可以改善COVID-19的肺部症状。研究结果发表在新一期的《nature communications》上。铁死亡是一种铁依赖性、磷脂过氧化驱动的非凋亡性
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Science直击质疑：人工智能技术可以被用于制造新的候选药物
人工智能(AI)在医疗保健领域有许多应用，从分析医学成像到优化临床试验的执行，甚至促进药物发现。AlphaFold2是一种预测蛋白质结构的人工智能系统，它使科学家们有可能识别并召唤出几乎无限数量的用于治疗神经精神疾病的候选药物。然而，最近的研究对AlphaFold2在模拟配体结合位点方面的准确性提出了质疑。配体结合位点是蛋白质上药物附着并开始在细胞内发出信号以产生治疗效果以及可能产生的副作用的区域。在一篇新论文中，北卡罗来纳大学医学院Michael Hooker杰出药理学教授、NIMH精神药物筛选项目主任Bryan Roth医学博士和他在加州大学旧金山分校、斯坦福大学和哈佛大学的同事们确定，A
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大脑植入与人工智能应用相结合，让几乎哑巴的人能说两种语言
加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的一个神经外科医生和人工智能专家团队成功地让一位中风后失去语言能力的病人恢复了语言能力。在他们发表在《Nature Biomedical Engineering》杂志上的研究中，研究小组将一个脑机接口(BCI)植入了一个绰号为“Pancho”的男人的头骨中，并将人工智能技术应用于它提供的数据，以帮助病人重新说话——用两种语言说话。先前的试验表明，可以在大脑表面植入一个探针来读取脑电波，然后将学习技术应用于它提供的数据，作为将一些脑电波转换为文字的手段。在这项新的努力中，研究小组通过添加另一个元素
来源：Nature Biomedical Engineering
时间：2024-05-24
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《Development》母体免疫反应会引发自闭症等神经发育障碍吗?
哈佛大学的研究人员发现，母体对怀孕小鼠病毒感染的免疫反应可以通过胚胎大脑中的小胶质细胞检测到，从而改变基因调控，这种方式一直持续到幼年阶段。这一发现有助于解释自闭症等神经发育障碍的起源，并为治疗干预提供新的途径。没有父母愿意让他们的孩子暴露在严重感染的风险中，尤其是在子宫里的时候。然而，你知道怀孕期间对病毒感染的免疫反应也会影响胎儿的发育吗?来自剑桥哈佛大学的研究人员发现，怀孕小鼠的免疫反应被发育中的胚胎中一种特定类型的脑细胞检测到，并改变了大脑中基因的调节方式——这种变化在幼年小鼠中持续存在。今天(5月22日)发表在《Development》杂志上的这项研究揭示了母体免疫反应如何影响胚胎大脑
来源：Development
时间：2024-05-24
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关键的羧基体的发现使科学家离超级光合作用又近了一大步
香港科技大学(科大)的一个研究小组在了解某些细菌和藻类中固定碳的结构羧基体方面取得了重大进展。这一发现可以让研究人员修改和再利用这些结构，增强植物将阳光转化为能量的能力。这一进步可能会导致更高的光合作用效率，从而增加全球粮食供应，并有助于对抗全球变暖。羧基小体是某些细菌和藻类中的微小隔间，它将特定的酶包裹在由蛋白质组成的外壳中。它们进行碳固定，这是将大气中的二氧化碳转化为有机化合物的过程，这些有机化合物可以被细胞用于生长和能量。科学家们一直在试图弄清楚这些隔层是如何组合在一起的。原绿球藻α-羧基体的自组装模型。羧基体研究的突破在最新的研究中，由科大海洋科学系副教授Zeng Qinglu教授领导
来源：Nature Plants
时间：2024-05-24
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升级大脑存储:量化我们的突触可以容纳多少信息
在洛杉矶的索尔克研究所，科学家们开发了一种新技术，用于测量大脑中突触的强度和可塑性，这对于理解我们如何学习、记忆以及这些过程如何在衰老和疾病中衰退具有重要意义。学习新信息并记住它们，就像你翻阅一叠词汇卡片一样，随着时间的推移，这些定义会变得更加清晰和容易回忆。这一过程加强了大脑中的重要连接。这些神经连接，即突触，随着时间的推移可以变得更强或更弱，这一特性被称为突触可塑性。索尔克研究所的科学家们建立了一种新的方法来探索突触强度、可塑性的精确性以及信息存储量。通过量化这三个突触特征，可以提高我们对人类学习和记忆的理解，以及这些过程如何随时间演变或因年老或疾病而恶化。这项研究的发现于2024年4月2
来源：Neural Computation
时间：2024-05-24
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Immunity：了解神秘的嗜酸性粒细胞
嗜酸性细胞是我们免疫系统的特化细胞。它们独特的颗粒在酸性试剂伊红的作用下会变红，因此得名。嗜酸性粒细胞在我们的血液和组织中是罕见的，约占我们白细胞的3%。它们的生物学作用尚不清楚，但最近的研究表明，嗜酸性粒细胞参与调节我们的脂肪代谢，修复某些组织，并帮助我们对抗不同的感染和癌症。尽管它们具有潜在的有益作用，但嗜酸性粒细胞在医生中通常名声不佳。在诸如过敏性哮喘和鼻窦炎等常见疾病中，血液和组织中嗜酸性粒细胞异常增多，这种情况被称为嗜酸性粒细胞增多症。嗜酸性粒细胞增多是一种临床症状，有助于诊断这些“嗜酸性粒细胞相关”疾病并指导其治疗。众所周知，嗜酸性粒细胞增多是由骨髓中嗜酸性粒细胞增多引起的。自20
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Nature Genetics：分析9000多个品种，发现玉米的根有很大的不同
玉米可以在不同的地方条件下成功生长。由波恩大学领导的一项国际研究现在已经证明了植物根系的重要作用。研究人员在这项研究中分析了9000多个品种，并能够证明它们的根有很大的不同——这取决于每个品种种植的地方有多干燥。他们还发现了一种重要的基因，这种基因在植物的适应能力中起着重要作用。这种基因可能是培育出更好地应对气候变化的玉米品种的关键。研究结果最近发表在著名的《自然遗传学》杂志上。这是一种枝繁叶茂的植物。手指般长的耳朵从它们细长的叶子的叶腋上长出来，每一个耳朵都由十几个岩石般坚硬的种子组成。你必须非常仔细地观察才能发现它与世界上最重要的栽培植物之一的亲缘关系。然而，专家们一致认为，大刍草属是所有
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Insilicon联手英伟达 推出专为解决生物和化学任务的超强人工智能大型语言模型nach0
来自临床阶段人工智能(AI)驱动的药物开发公司Insilico Medicine(“Insilico”)的研究人员与英伟达合作，开发了一种新的大型语言模型(LLM)转换器nach0，能够解决各种化学和生物任务：生物医学问题回答、命名实体识别、分子生成、分子合成、属性预测等。研究结果发表在《Chemical Science Journal》上。庞大的训练数据Nach0的训练数据集来自从PubMed提取的摘要文本和来自美国专利商标局的与化学领域相关的专利描述，化学数据部分来自ZINC数据集，包含约1亿篇文献——经过筛选剔除无关文档，有1300万个摘要文档，文本数据集包含3.55亿个摘要标记和29亿
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Nature Aging：免疫疗法在增强老年人免疫系统方面的潜力
明尼苏达大学医学院的研究人员发表在《自然衰老》杂志上，为增强老年人的免疫反应以及使用免疫疗法使老年人不易受感染的可能性提供了新的见解。利用临床前模型，研究小组研究了单克隆抗pd1免疫疗法(一种增强免疫功能的药物)在暴露于严重感染时的影响。他们发现这种治疗方法提高了存活率，因为它增强了CD8+ T细胞杀死被病毒感染的有害细胞的能力。明尼苏达大学医学院的研究生Korbyn Dahlquist说:“我们已经揭示了PD1阻断剂在对抗免疫衰老方面的一个有希望的作用。”“这凸显了在传染病期间解决与年龄相关的免疫功能障碍的潜力。”老年人因感染而死亡的风险最高，这主要是由于免疫系统的老化。耗尽的T细胞——通常
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Science子刊新发现的生物标志物可预测1型糖尿病患者肾功能衰竭
今天发表在《科学转化医学》上的一篇论文中，来自City of Hope(美国最大的癌症研究和治疗组织之一，也是糖尿病和其他危及生命疾病的领先研究中心)的研究人员报告称，他们在预测1型糖尿病(T1D)患者肾衰竭方面取得了进展。希望之城Arthur Riggs糖尿病与代谢研究所副主任Rama Natarajan博士领导的研究小组对糖尿病肾病患者进行了首次全表观基因组关联分析，发现了DNA甲基化活性(一种可以改变DNA片段活性的生物过程)与若干年后发生肾衰竭的风险之间的新关联。T1D影响着全球约900万人，与肾脏疾病的风险显著增加有关，肾脏疾病可能发展为肾衰竭。肾脏衰竭需要透析或肾移植，这会导致T1
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提高植物基因组编辑的实验效率
CRISPR/Cas9仍然是在植物基因组中产生突变的最强大的工具。研究各种突变组合大大增加了实验装置的规模，需要更多的空间来种植大量的植物。来自VIB-UGent植物系统生物学中心的研究人员改进了多重诱变，从而降低了大规模基因组编辑项目的复杂性和成本。他们的研究结果发表在《植物杂志》上。CRISPR/Cas实验的规模在不断扩大，这不仅体现在通过精确的基因组编辑产生的突变数量上，也体现在可以同时突变的基因数量上。来自VIB-UGent植物系统生物学中心的Thomas Jacobs实验室已经开发出一种筛选方法，可以一次系统地使数十、数百甚至数千个基因发生突变。其目标是提高可遗传生殖系突变的效率，并
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阿尔茨海默氏症的新分子驱动因素
根据美国疾病控制和预防中心的数据，目前至少有580万美国人患有阿尔茨海默病，这是最常见的痴呆症。阿尔茨海默氏症无法治愈，部分原因是科学家还没有完全了解导致这种疾病的原因。但斯克里普斯研究所的一项新研究揭示了可能导致阿尔茨海默病进展的分子驱动因素。在2024年5月21日发表在《Advanced Science》杂志上的这项研究中，研究人员使用了一种新技术来研究受阿尔茨海默病影响的单个活脑细胞。通过测量单个神经元的电活动和这些神经元内的蛋白质水平，科学家们发现了与阿尔茨海默病有关的新分子。希望这些分子将来能成为治疗或减缓神经退行性疾病进展的药物靶点。斯克里普斯研究中心的教授们密切合作，包括临床神经
来源：Advanced Science
时间：2024-05-24
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只需几分钟，人工智能就能解决神经科学家耗时数周的挑战
近10万名65岁以上的丹麦人和全世界5500多万人患有阿尔茨海默病和帕金森病等与痴呆症相关的疾病。当身体中一些最小的组成部分聚集在一起并破坏重要功能时，这些疾病就出现了。为什么会发生这种情况以及如何治疗它仍然是一个科学之谜。到目前为止，由于缺乏合适的工具，研究这种现象一直非常具有挑战性和局限性。现在，哥本哈根大学化学系Hatzakis实验室的研究人员发明了一种机器学习算法，可以在显微镜下实时跟踪结块。该算法可以自动绘制和跟踪导致阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的聚集性构建块的重要特征。到目前为止，这样做是不可能的。“在短短几分钟内，我们的算法就解决了一个需要研究人员花几周时间才能解决的挑战。
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接触PFAS会改变精子甲基化 影响后代肝脏和脂肪转录组
韦恩州立大学的研究人员报告了一项新发现，证明雄性小鼠接触全氟和多氟烷基物质(PFAS)与其后代的健康问题之间存在联系。最近发表在《Environment International》上的一项名为“全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)的混合物改变精子甲基化和后代肝脏和脂肪转录组的长期重编程”的研究评估了PFAS混合物对后代肝脏和脂肪等代谢组织中精子甲基化和转录变化的影响。全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)由于其高热稳定性和化学稳定性被广泛使用，例如服装和户外运动装备的防水和防污的涂层，用于防油和防水的食品包装材料以及某些防粘和防污的纸制品；不粘锅和烤盘的涂层，以及其他不粘表面产品；家居用品、消防器
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毛毛虫的毛毛能感应电场 预测外来攻击
两位生态学家前两天在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上报告说，感应电场的能力可能有助于一些毛毛虫发现捕食黄蜂。这一观察结果可能是已知的第一个陆生动物利用电感保护自己免受捕食者伤害的例子。任何玩过气球的人都可能知道，弱电场可以对生物体施加可观察到的力。在地毯上摩擦气球会产生电荷，当你把气球举到头顶时，它会产生一个电场，牵拉你的头发。一些陆生动物，如蜜蜂、苍蝇和蜘蛛，有一种叫做的毛发状结构，当被电场偏转时，它会产生神经信号，使生物能够感知这个电场——这种现象被称为电接收。几种鱼类，甚至一些有袋动物也可以通过其他机制感知电场。带电的物
来源：sciencemag
时间：2024-05-24
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Cell子刊：一种传统上用于控制小麦开花行为的基因调控的分子途径其实可以被改变
阿德莱德大学的一项研究发现，由一种传统上用于控制小麦开花行为的基因调控的分子途径可以被改变，以获得更高的产量。这种基因被称为光周期-1 (Ppd-1)，育种者经常使用它来确保小麦作物在季节提前开花和结实，避免夏季的恶劣条件。然而，也有一些已知的缺点。阿德莱德大学农业、食品和葡萄酒学院的未来研究员斯科特·博登博士说:“虽然这种变异使授粉和谷物发育与更有利的环境条件相一致，从而有利于小麦的生产力，但它也会减少小麦花序上形成的结粒小花和小穗的数量，从而降低产量。”通过检测受Ppd-1影响的基因表达，博登博士的研究小组发现了两种转录因子，它们可以被编辑来影响小麦穗上形成的小穗的数量和排列，以及穗出芽的
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人类基因组中的古代病毒DNA与主要精神疾病有关
由伦敦国王学院领导的一项新研究发现，数千个源自古代病毒感染的DNA序列在大脑中表达，其中一些序列导致精神分裂症、双相情感障碍和抑郁症等精神疾病的易感性。该研究发表在《自然通讯》杂志上，由美国国家卫生与保健研究所(NIHR)莫兹利生物医学研究中心和美国国家卫生研究院(NIH)部分资助。大约8%的人类基因组是由人类内源性逆转录病毒(HERVs)序列组成的，它是几十万年前发生的古代病毒感染的产物。直到最近，人们还认为这些“化石病毒”只是垃圾DNA，在体内没有重要功能。然而，由于基因组学研究的进步，科学家们现在已经发现了这些化石病毒在我们DNA中的位置，使我们能够更好地了解它们何时表达以及它们可能具有
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