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利用基因组和人类流动数据绘制病原体传播和进化图
一种绘制病原体传播和进化及其对疫苗和抗生素反应的新方法，将为帮助预测和预防未来疫情提供关键见解。该方法将病原体的基因组数据与从匿名手机数据中获取的人类旅行模式结合起来。来自惠康桑格研究所、威特沃特斯兰德大学和南非国家传染病研究所、剑桥大学的研究人员以及全球肺炎球菌测序项目的合作伙伴，将在南非收集的近7000个肺炎链球菌(肺炎球菌)样本的基因组数据与详细的人类流动性数据整合在一起。这使他们能够看到这些导致肺炎和脑膜炎的细菌是如何在不同地区之间移动并随着时间进化的。今天(7月3日)发表在《Nature》杂志上的这一发现表明，与2009年肺炎球菌疫苗相关的抗生素耐药性的初步下降可能只是暂时的，因为对
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《Nature》科学家开启生物编程新篇章：利用基因“文字处理机”
Arc研究所的科学家们发现了桥接重组酶机制，这是一种革命性的工具，可以实现完全可编程的DNA重排。他们的发现详细发表在最近的《Nature》杂志上，这是第一个使用非编码RNA对目标和供体DNA分子进行序列特异性选择的DNA重组酶。这种桥接RNA（bridge RNA）是可编程的，允许用户指定任何所需的基因组靶序列和插入的任何供体DNA分子。这项研究是与Arc研究所核心研究员、斯坦福大学生物化学助理教授Silvana Konermann和东京大学结构生物学教授Hiroshi Nishimasu的实验室合作完成的。遗传程序设计的新时代“桥接RNA系统是一种全新的生物编程机制，”该研究的资深作者、A
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Science：重点关注！近七成的感染是由21个基因克隆或家族树的“分支”引起的
一项新的研究发现，铜绿假单胞菌是一种环境细菌，可以引起毁灭性的耐多药感染，特别是对有潜在肺部疾病的人。这种细菌在过去200年里迅速进化，然后在全球传播，这可能是由人类行为的变化驱动的。铜绿假单胞菌每年在全世界造成50多万人死亡，其中30多万人与抗菌素耐药性(AMR)有关。患有COPD(吸烟相关肺损伤)、囊性纤维化(CF)和非CF性支气管扩张等疾病的人尤其容易受到影响。铜绿假单胞菌是如何从一种环境生物进化成一种专门的人类病原体的，这在以前并不为人所知。为了调查这一点，由剑桥大学科学家领导的一个国际团队检查了来自世界各地受感染个体、动物和环境的近1万个样本的DNA数据。他们的研究结果发表在今天的《
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Science发现大脑中未知的信号通路导致先兆偏头痛
一项新的研究表明，一种以前未知的机制，即大脑中的蛋白质被运送到特定的感觉神经群，导致偏头痛发作。这可能为偏头痛和其他类型头痛的新疗法铺平道路。超过80万丹麦人患有偏头痛——一种以头部一侧严重头痛为特征的疾病。在大约四分之一的偏头痛患者中，头痛发作前有先兆，即在偏头痛发作前5-60分钟出现暂时性视觉或感觉障碍等大脑症状。虽然我们可以肯定地知道为什么病人会有先兆，但为什么他们会头痛，为什么偏头痛是单方面的，这有点神秘。直到现在。哥本哈根大学、Rigshospitalet和Bispebjerg医院的研究人员在小鼠身上进行了一项新的研究，首次证明了偏头痛先兆时大脑释放的蛋白质随着脑脊液被携带到引起头痛
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Nature Genetics迄今为止最大规模的关于女孩青春期年龄的基因研究
剑桥大学主导的一项研究发现，基因可以通过加速儿童时期的体重增加，间接影响女孩第一次月经的年龄，这是导致青春期提前的一个已知风险因素。其他基因可以直接影响青春期的年龄，其中一些影响深远。在迄今为止规模最大的同类研究中，由剑桥大学医学研究委员会(MRC)流行病学部门的研究人员领导的一个国际团队研究了来自欧洲、北美、中国、日本和韩国的约80万名女性的DNA。今天发表在《自然遗传学》上的研究人员发现，1000多种变异——DNA的微小变化——会影响第一次月经的年龄。其中大约600种变异是首次观察到的。女孩进入青春期并开始月经的年龄通常在10到15岁之间，尽管近几十年来这个年龄越来越早。造成这种情况的原因
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病毒内含子中的内切酶有何用？也是武器！干扰其他竞争病毒的包装
可移动内含子广泛存在于所有生命体的基因组中，由自剪接内含子和归巢内切酶（homing endonuclease）组成。内含子的可移动性使其能够插入基因组或相关基因组中的同源位点。归巢内切酶识别并切割与其基因插入区域同源的特定DNA靶序列。切割触发与同源染色体的重组，导致单侧基因转换和靶位点的丢失。 病毒经常携带含有归巢内切酶的可移动内含子，其功能或选择优势尚未明，一般认为这些遗传元件是“自私”的——对宿主病毒没有什么好处。加州大学圣地亚哥分校的研究人员研究了噬菌体ΦPA3中内含子编码的归巢内切酶gp210，发现它能通过干扰共同感染噬菌体ΦKZ的复制来提高宿主病毒竞争力。gp210靶向
来源：sciencemag
时间：2024-07-08
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突破界限:细菌使用胆汁酸作为宿主T细胞调节剂的建筑师
胆汁酸因其在食物消化和吸收中的关键作用而长久以来备受赞誉，但它们在肠道旅程中并非仅仅是过客。这些分子起源于肝脏中的胆固醇，并通过肠道中数万亿的微生物群进一步化学修饰，生成了丰富多彩的二级胆汁酸。最近的研究将二级胆汁酸作为自然界的信使，它们直接影响宿主的生理机能。从它们的抗菌特性到在结直肠癌和肝癌中通过核受体参与的关键作用，这些分子正在调节宿主的代谢和能量消耗。然而，正是在这个关键点上，叙述出现了迷人的转折。最近，微生物衍生的胆汁酸作为宿主免疫功能的积极协调者出现，特别是那些对T细胞的分化和功能具有重大影响的胆汁酸。这些T细胞包括前线防御者，即辅助性T细胞17（TH17）和调节性T细胞（Treg
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肠道微生物组免疫调节高分辨率图谱：谁是肠道中的重磅T细胞？
肠道微生物群移植的最早记录可追溯到4世纪，当时中国医生葛洪使用从人类粪便中提取的“黄汤”来治疗腹泻和食物中毒。1965年，Schaedler及其同事开发了一种无菌小鼠模型，并将小鼠与肠道细菌共生，这一突破性方法为“黄汤”对宿主生理学的影响提供了证据，包括肥胖、自身免疫和对免疫疗法的反应。然而，确定具体影响宿主的细菌一直是一个挑战，因为人类粪便通常包含数百种微生物，并且高度个体化。作为粪便移植的补充方法，研究人员使用单菌株定植（用单一细菌分离物定植动物），以识别特定的细菌作用机制。尽管单菌株定植可以识别能够调节免疫细胞的细菌菌株，但它忽略了一个菌株在与其他细菌种类共存时，例如在一个复杂的、原生规
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这项《PNAS》研究为可折叠蛋白质的进化提供了新的见解
莱斯大学的Peter Wolynes领导的一项新研究为可折叠蛋白质的进化提供了新的见解。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。莱斯大学和布宜诺斯艾利斯大学的研究人员利用能量景观理论来区分蛋白质序列的可折叠部分和不可折叠部分。他们的研究阐明了一个正在进行的争论，即在起源过程中仅编码部分蛋白质的DNA片段是否可以自行折叠。研究人员将重点放在蛋白质结构外显子与蛋白质可折叠性进化之间的广泛关系上。他们强调了外显子和内含子的重要性，外显子是基因中编码蛋白质的部分，内含子是基因翻译成蛋白质时被丢弃的沉默区域。理论生物物理中心(CTBP)联合主任Peter Wolynes说：“利用现有的广泛的基因组外显子
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Cell子刊：原来蛋白质和脂肪也可以驱动胰岛素的产生
说到控制血糖水平，大多数人会想到计算碳水化合物。但英属哥伦比亚大学的一项新研究表明，对一些人来说，考虑饮食中的蛋白质和脂肪可能同样重要。发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志上的这项研究首次大规模比较了不同的人对碳水化合物(葡萄糖)、蛋白质(氨基酸)和脂肪(脂肪酸)这三种常量营养素产生胰岛素的方式。研究结果表明，血糖调节激素胰岛素的产生比以前认为的更加动态和个性化，同时首次显示了对高脂肪食物反应过度的人群的一部分。UBC细胞和生理科学教授、资深作者詹姆斯·约翰逊博士说:“众所周知，葡萄糖是胰岛素的驱动因素，但我们惊讶地发现如此高的可变性，一些人对蛋白质表现出强烈的反应，而另一
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Nature Genetics首次发现：肠癌通过开启和关闭基因开关来智胜免疫系统
伦敦大学学院和乌得勒支大学医学中心的研究人员首次发现，肠癌细胞有能力通过基因开关来调节自己的生长，从而最大限度地提高自己的存活率。以前，人们认为癌细胞中基因突变的数量完全是偶然的。但是，发表在《自然遗传学》杂志上的一项新研究为癌症如何驾驭“进化平衡行为”提供了见解。研究人员发现，DNA修复基因的突变可以反复产生和修复，就像“基因开关”一样，根据对癌症发展最有利的方式，切断肿瘤生长的刹车或重新刹车。研究人员表示，这些发现可能会用于个性化癌症药物，以评估个体癌症的侵袭程度，从而为他们提供最有效的治疗。癌症是一种由DNA突变引起的遗传病。DNA损伤发生在整个生命过程中，既有自然的，也有环境因素造成的
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Neuron发现了一种新的面部检测大脑回路
美国国立卫生研究院(NIH)的科学家们发现，灵长类动物的大脑回路可以快速识别人脸。这些发现不仅有助于解释灵长类动物是如何感知和识别面孔的，而且还可能对理解自闭症等疾病产生影响，自闭症患者的面部检测和识别能力往往从儿童早期就受到损害。新发现的回路首先涉及大脑中一个进化上古老的部分，称为上丘，它可以触发眼睛和头部转动以获得更好的视觉效果。这种更好的视野使颞叶皮层的不同大脑区域能够参与更复杂的面部识别。这项研究发表在《神经元》杂志上。“快速识别人脸是人类和其他灵长类动物的一项关键技能，这个新发现的回路解释了我们如何能够快速检测和观察人脸，即使它们首先出现在视觉灵敏度较差的外围视野中。这个回路可能就是
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从世界上最长寿的脊椎动物身上发现抗衰老的新秘密
格陵兰鲨(Somniosus microcephalus)是现存寿命最长的脊椎动物，预计寿命至少为270年，可能超过500年。此前，人们认为这种长寿是由于鲨鱼的寒冷环境和极少的活动，但这种物种极端长寿背后的因素似乎要复杂得多，英国曼彻斯特大学的博士生Ewan Camplisson说:“我们想了解它们有什么适应能力，让它们活得这么久。”“随着年龄的增长，大多数物种的新陈代谢都会发生变化。”“我们想确定格陵兰鲨鱼是否也表现出这种传统的衰老迹象，或者它们的新陈代谢是否随着时间的推移而保持不变。”为了测量鲨鱼的新陈代谢，Camplisson和他的团队对格陵兰鲨鱼保存的肌肉组织样本进行了酶分析，测量了在
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Nature Medicine：尖端的基因组测试可以改善对癌症儿童的护理
全基因组测序通过告知个体患者护理，改善了英国一些癌症儿童的临床护理。来自威康桑格研究所、剑桥大学医院NHS信托、大奥蒙德街医院和剑桥大学的新研究支持为所有癌症儿童提供基因组测序的努力，并展示了它如何改善实时护理管理，提供比所有当前测试加起来更多的好处。这项研究发表在今天(7月2日)的《自然医学》杂志上，这是第一次评估在当前NHS实践中使用全基因组测序的影响。研究小组通过NHS基因组医学服务，分析了英国两家儿童癌症中心实体癌和白血病的常规基因组测序使用情况。研究人员发现，癌症测序提供了新的见解，改善了7%儿童的即时临床护理，同时也提供了当前标准测试的所有好处。此外，在29%的病例中，基因组测序提
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逆转胰腺癌化疗耐药
胰腺癌是一种特别具有侵袭性和难以治疗的癌症，部分原因是它通常对化疗有抗药性。现在，斯坦福大学的研究人员发现，这种抵抗力与癌细胞周围组织的物理硬度和组织的化学组成有关。他们的研究发表在7月4日的《自然材料》杂志上，表明这种耐药性是可以逆转的，并揭示了胰腺癌新疗法的潜在靶点。斯坦福大学材料科学与工程教授、该论文的资深作者Sarah Heilshorn说:“我们发现，较硬的组织会导致胰腺癌细胞对化疗产生抗药性，而较软的组织会使癌细胞对化疗更有反应。”“这些结果为未来的药物开发提供了一个令人兴奋的新方向，以帮助克服化疗耐药性，这是胰腺癌的主要临床挑战。”矩阵的幂研究人员将他们的研究重点放在了胰腺导管腺
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细胞壁的降解是耐药性扩散的关键
瑞典尤梅夫大学的一项研究为了解抗生素耐药性如何传播提供了新的线索。这项研究展示了一种酶如何分解细菌的保护外层，即细胞壁，从而促进对抗生素的抗性基因的转移。“你可以说，我们为理解抗生素耐药性如何在细菌之间传播增加了一块拼图，”尤梅夫大学副教授、该研究的作者之一罗尼·伯恩特森(Ronnie Berntsson)说。乌梅夫大学的研究人员研究了粪肠球菌，这种细菌经常引起医院感染，在许多情况下，抗生素治疗不再有效，因为细菌已经产生了耐药性。这些细菌还可以通过4型分泌系统T4SS进一步传播耐药性。它是一种蛋白质复合物，充当复制装置，允许遗传物质形式的特性传播给其他细菌。在T4SS的帮助下，对抗生素的耐药性
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硫酸肝素蛋白聚糖被发现影响阿尔茨海默病的细胞病理
在最近发表在《IScience》上的一项研究中，来自美国的一组研究人员使用小鼠星形胶质细胞和人类细胞，研究了肝素硫酸盐修饰的蛋白多糖(HSPGs)对阿尔茨海默病相关的线粒体功能、自噬和脂质体通路的影响。他们还研究了HSPGs介导的信号调节是否会抵消果蝇早老素功能受损的影响。背景阿尔茨海默病的特点是三个主要的组织病理学特征-淀粉样斑块，神经原纤维缠结，脂肪小囊或胶质细胞内脂质堆积。大多数开发阿尔茨海默病治疗的药物策略都集中在这些组织病理学异常上，特别是淀粉样斑块，有些在减缓认知丧失方面取得了成功。然而，其他细胞缺陷在早发性家族性阿尔茨海默病和晚发性阿尔茨海默病中很常见，通过全基因组关联研究发现了
来源：IScience
时间：2024-07-08
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Science：63,000个双向增强子！科学家发现与免疫疾病相关的新T细胞和基因
新开发的一种名为 ReapTEC 的方法发现了数千个活跃的双向增强子。对 GWAS 数据的进一步分析表明，各种免疫介导疾病，如多发性硬化症和风湿性关节炎，都与这些增强子中的遗传变异有关。由日本理研综合医学科学中心(IMS)、京都大学和意大利IFOM ETS的Yasuhiro Murakawa领导的研究人员发现了几种罕见类型的辅助性T细胞，它们与多发性硬化症、类风湿性关节炎甚至哮喘等免疫疾病有关。这一发现发表在7月4日的《科学》杂志上，他们通过一项名为ReapTEC的新技术使这一发现成为可能，该技术能在罕见的T细胞亚型中发现与特定免疫疾病相关的基因增强子。新的T细胞图谱已经公开，将有助于开发治疗
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Nature子刊捕捉到从未见过的基因转录视图！
每个活细胞都将DNA转录成RNA。当一种叫做RNA聚合酶(RNAP)的酶夹住DNA时，这个过程就开始了。在几百毫秒内，DNA双螺旋展开形成一个节点，称为转录泡，这样一条暴露的DNA链就可以被复制成互补的RNA链。RNAP如何完成这一壮举在很大程度上是未知的。RNAP在打开复制叉过程中的快照将提供丰富的信息，但该过程发生得太快，目前的技术无法轻松捕获这些结构的可视化。现在，《自然结构与分子生物学》上的一项新研究描述了大肠杆菌RNAP打开转录泡的行为。这些发现是在RNAP与DNA混合的500毫秒内捕获的，揭示了转录的基本机制，并回答了关于起始机制及其各个步骤的重要性的长期问题。“这是第一次有人能够
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《Cell》一个基因可致肥胖和产后抑郁两种疾病
肥胖和产后抑郁症是全球性的重大健康问题。根据世界卫生组织的数据，自1990年以来，成年人肥胖人数增加了一倍多，青少年肥胖人数增加了四倍。产后抑郁症发生在10%至15%的母亲中，并与严重的孕产妇健康问题有关。在全球范围内，在感染和出血造成的孕产妇死亡率下降之际，产后抑郁症仍然是妇女自杀死亡的一个主要原因。贝勒医学院、剑桥大学和合作机构的研究人员发现，人类基因TRPC5的改变会导致肥胖和产后抑郁。总之，他们对细胞、动物模型和人类的研究表明，TRPC5作用于下丘脑的不同神经元群，下丘脑是一个调节多种先天行为的大脑区域，包括喂养、焦虑、社交和孕产妇护理。该研究结果发表在《Cell》杂志上，将TRPC5
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