本期研究

1. 将北极的变率和变化与美国的极端冬季天气联系起来

2. 铁基超导体中细观向列波的发现

3. 与合并触发的核心坍缩超新星一致的瞬态射电源

4. 强相互作用一维玻色气体中的广义流体动力学

5. 环绕异常点的等离子体拓扑超表面

6. 细胞膜中的成花素螯合调节温度响应开花

7. SARS-CoV-2校对酶识别错配的结构基础

8. MIC-Drop：大规模体内 CRISPR 筛选平台

9. 产甲烷电子分叉酶和CO 2固定酶的三兆道尔顿复合物

10. 综合应激反应导致 tRNA 合成酶相关的周围神经病变

11. tRNA 过度表达可挽救由 tRNA 合成酶突变引起的周围神经病变

12. 发育染色质程序决定黑色素瘤的致癌能力

13. 原子和分子的涡流束

14. 茎螺旋特异性人抗体对β冠状病毒的广泛中和

封面2021 年 2 月 18 日，德克萨斯州达拉斯的地面被雪覆盖。2021 年 2 月的寒潮是美国损失最惨重的天气灾害之一，尤其是对德克萨斯州而言，这是由于能源监管决策和异常恶劣的冬季天气相互交织. 新研究将观测的机器学习分析与数值建模相结合，以证明北极气候变化已经改变了极地涡旋行为，从而增加了此类极端事件发生的可能性。

8. MIC-Drop：大规模体内 CRISPR 筛选平台

MIC-Drop: A platform for large-scale in vivo CRISPR screens

CRISPR-Cas9 可以放大用于培养细胞中的大规模筛选，但动物中的 CRISPR 筛选一直具有挑战性，因为生成、验证和跟踪大量突变动物是令人望而却步的。在这里，我们介绍了多重混合 CRISPR 液滴 (MIC-Drop)，这是一个结合液滴微流体、单针大规模 CRISPR 核糖核蛋白注射和 DNA 条形码的平台，可在斑马鱼中进行大规模功能遗传筛选。该平台可以有效地识别负责形态或行为表型的基因。在一项应用中，我们展示了 MIC-Drop 可以识别小分子目标。此外，在 188 个特征不佳的基因的 MIC-Drop 筛选中，我们发现了几个对心脏发育和功能很重要的基因。具有扩展到数千个基因的潜力。

10. 综合应激反应导致 tRNA 合成酶相关的周围神经病变

The integrated stress response contributes to tRNA synthetase–associated peripheral neuropathy

无处不在表达的转移 RNA (tRNA) 合成酶基因中的显性突变导致轴突周围神经病变，占至少六种形式的 Charcot-Marie-Tooth (CMT) 疾病。小鼠和果蝇模型中的遗传证据表明存在功能获得机制。在这项研究中，我们使用体内细胞类型特异性转录和翻译分析来表明突变 tRNA 合成酶通过传感器激酶 GCN2（一般控制非去抑制 2）激活综合应激反应 (ISR)。ISR 的慢性激活促成了Gcn2的病理生理学、基因缺失或药理抑制减轻周围神经病变。GCN2 的激活表明突变 tRNA 合成酶的异常活性仍然与翻译有关，抑制 GCN2 或 ISR 可能代表 CMT 的治疗策略。

11. tRNA 过度表达可挽救由 tRNA 合成酶突变引起的周围神经病变

tRNA overexpression rescues peripheral neuropathy caused by mutations in tRNA synthetase

六个转移 RNA (tRNA) 合成酶基因中的杂合突变导致 Charcot-Marie-Tooth (CMT) 周围神经病变。CMT 突变 tRNA 合成酶通过未知机制抑制蛋白质合成。我们发现 CMT 突变型甘氨酰-tRNA 合成酶结合 tRNA Gly但未能释放它，导致 tRNA Gly螯合。这种隔离可能会耗尽细胞 tRNA Gly库，导致核糖体的甘氨酰-tRNA Gly供应不足。因此，我们发现核糖体在甘氨酸密码子处停滞，并在受影响的运动神经元中激活综合应激反应 (ISR)。此外，tRNA Gly 的转基因过表达挽救了蛋白质合成、周围神经病变和 ISR 激活。果蝇和小鼠 CMT 疾病 2D 型 (CMT2D) 模型。相反，核糖体拯救因子 GTPBP2 的失活会加剧周围神经病变。我们的研究结果表明 CMT2D 的分子机制，因此提高 tRNA Gly水平可能具有治疗潜力。

12. 发育染色质程序决定黑色素瘤的致癌能力

Developmental chromatin programs determine oncogenic competence in melanoma

致癌基因仅在某些细胞环境下转化细胞，这种现象称为致癌能力。使用人类多能干细胞衍生的癌症模型与斑马鱼转基因的组合，我们证明了 BRAF V600E的转化能力以及其他突变取决于原始细胞中存在的内在转录程序。在这两种系统中，黑色素细胞对突变的反应较弱，而神经嵴和成黑色素细胞群都容易转化。分析表明，祖细胞具有更高的染色质修饰酶表达，例如 ATAD2，这是一种黑色素瘤能力因子，可与 SOX10 形成复合物，并允许下游致癌和神经嵴程序的表达。这些数据表明致癌能力是由发育染色质因子的调节介导的，然后允许对这些致癌基因做出适当的反应。

https://www.science.org/toc/science/373/6559