Science, 2021-11-12, 绘制人类疾病的蛋白质基因组融合图

后来 2021-11-19 09:27:02 阅读: 1690

本期研究

1. 雌性生殖细胞囊肿的对称性破坏

2. 货币激励措施增加了 COVID-19 疫苗接种率

3. 整合子介导的转录调控的结构基础

4. 从嫦娥五号返回的样本测量的月球上年轻玄武岩的年龄和成分

5. 发现作为下地幔矿物的 Davemaoite CaSiO 3钙钛矿

6. 煤层气成因与极限的甲氧基稳定同位素约束

7. 工具使用和语言共享基底神经节中的句法过程和神经模式

8. 拟南芥着丝粒的遗传和表观遗传景观

9. 绘制人类疾病的蛋白质基因组融合图

10. 太平洋岩鱼极端寿命的起源与演化

11. 具有增强超分子运动的生物活性支架促进脊髓损伤的恢复

12. 逐步突触可塑性事件驱动记忆巩固的早期阶段

13. 用开尔文探针力显微镜对 σ 孔各向异性电荷进行实空间成像

14. CD4 + T 细胞有助于路易体痴呆的神经变性

封面:一只虎斑岩鱼 ( Sebastes nigrocinctus ) 栖息在一群岩石中。虎斑石鱼的寿命可达116岁。对 88 个物种的基因组分析揭示了岩鱼寿命的遗传基础,从寿命最短的物种(Sebastes minor)的11 年到超长寿命的粗眼岩鱼(Sebastes aleutianus )的200 年不等

1. 雌性生殖细胞囊肿的对称性破坏

Symmetry breaking in the female germline cyst

在哺乳动物和果蝇中,多细胞雌性生殖细胞囊肿中只有一个细胞成为卵母细胞,但如何打破对称性来选择卵母细胞尚不清楚。在这里,我们表明微管 (MT) 减去末端稳定蛋白 Patronin/CAMSAP 标志着未来的果蝇卵母细胞,并且是卵母细胞规范所必需的。Spectraplakin Shot 将 Patronin 招募到融合体,这是一种延伸到所有囊肿细胞的分支结构。Patronin 使用最熔质材料稳定细胞中更多的 MT。我们的数据表明,这种弱不对称性被 Patronin 稳定的 MT 的 Dynein 依赖性运输放大。这形成了极化的 MT 网络,动力蛋白沿该网络将卵母细胞决定簇运输到假定的卵母细胞中。因此,Patronin 会放大弱融合体各向异性以破坏对称性并选择一个细胞成为卵母细胞。

3. 整合子介导的转录调控的结构基础

Structural basis of Integrator-mediated transcription regulation

整合子和蛋白磷酸酶 2A (PP2A) 形成一个复合物,使暂停的 RNA 聚合酶 II (Pol II) 去磷酸化,裂解新生的 RNA,并终止转录。我们报告了包含与暂停的 Pol II 结合的人类 Integrator-PP2A 复合物的预终止复合物的结构。积分器结合 Pol II 和暂停因子 DSIF 和 NELF,以排除延伸因子 SPT6 和 PAF1 复合物的结合。Integrator 还结合 Pol II 的 C 端结构域并定位 PP2A 以抵消 Pol II 磷酸化和延伸。Integrator 核酸内切酶与 RNA 出口位点对接并打开以从 Pol II 活性位点切割约 20 个核苷酸的新生 RNA。Integrator 不结合由 Pol II 和 DSIF 形成的 DNA 夹,从而能够释放 DNA 和终止转录。

7. 工具使用和语言共享基底神经节中的句法过程和神经模式

Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia

工具使用是否与语言共享句法过程?使用工具进行操作被认为可以在运动计划中添加一个层次级别。在语言领域,句法是处理相互依赖的元素的认知功能。使用功能性磁共振成像,我们检测到基底神经节中常见的神经功能底物,这些底物支持工具使用和语言语法。这两种能力引发了类似的神经活动模式,表明存在共享的功能资源。手动操作和口头工作记忆对这个共同网络没有贡献。与共享神经资​​源的存在一致,我们观察到工具使用和语言句法技能的双向行为增强,因此训练一个功能可以提高另一个功能的性能。

8. 拟南芥着丝粒的遗传和表观遗传景观

The genetic and epigenetic landscape of the Arabidopsis centromeres

着丝粒在细胞分裂过程中将染色体连接到纺锤体微管上,尽管具有这种保守作用,但仍表现出自相矛盾的快速进化,并以复杂的重复为代表。我们使用长读长测序来生成可解析所有五个着丝粒的 Col-CEN拟南芥基因组组装。着丝粒由百万碱基规模的串联重复卫星阵列组成,支持着丝粒特异性组蛋白 H3 (CENH3) 占据,并且 DNA 高度甲基化,每个染色体都有卫星变异。CENH3 优先占据显示出最少发散量并出现在高阶重复中的卫星。ATHILA侵入着丝粒反转录转座子,破坏遗传和表观遗传组织。着丝粒交叉重组受到抑制,但受 DNA 甲基化调控的减数分裂 DNA 双链断裂发生率较低。我们提出拟南芥着丝粒正在通过卫星同质化和逆转录转座子驱动的多样化循环进化。

9. 绘制人类疾病的蛋白质基因组融合图

Mapping the proteo-genomic convergence of human diseases

蛋白质遗传调控的表征对于了解疾病病因和开发治疗方法至关重要。我们确定了 3892 种血浆蛋白的 10,674 个遗传关联,以创建 1859 个连接的顺式锚定基因 - 蛋白质 - 疾病图谱,突出了强大的跨疾病生物融合。该蛋白质基因组图谱提供了一个框架来连接病因相关的疾病,为新出现的疾病提供生物学背景,并整合不同的生物学域以建立已知基因-疾病联系的机制。我们的结果确定了疾病内部和疾病之间的蛋白质基因组联系,并建立了顺式蛋白质变异体的价值,用于注释全基因组关联研究中确定的基因座上可能的致病基因。

11. 具有增强超分子运动的生物活性支架促进脊髓损伤的恢复

Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote recovery from spinal cord injury

已知模拟蛋白质的合成分子支架对细胞的信号传导对组织再生有效。在这里,我们描述了包含两种不同信号的肽两亲超分子聚合物,并在严重脊髓损伤的小鼠模型中对其进行测试。一个信号激活跨膜受体 β1-整合素,第二个信号激活碱性成纤维细胞生长因子 2 受体。通过突变非生物活性域中两亲单体的肽序列,我们加强了支架原纤维内分子的运动。这导致血管生长、轴突再生、髓鞘形成、运动神经元存活、神经胶质增生减少和功能恢复的显着差异。我们假设可以通过调整分子的内部运动来优化分子集合的细胞信号传导。

14. CD4 + T 细胞有助于路易体痴呆的神经变性

CD4+ T cells contribute to neurodegeneration in Lewy body dementia

最近的研究表明适应性免疫系统在路易体痴呆 (LBD) 中起作用。然而,调节 LBD 中 T 细胞大脑归巢的机制尚不清楚。在这里,我们在死后 LBD 大脑中观察到与路易小体和多巴胺能神经元相邻的 T 细胞。脑脊液 (CSF) 的单细胞 RNA 测序发现LBD中 CD4 + T 细胞中CXC 基序趋化因子受体 4 ( CXCR4 ) 的表达上调。CXCR4 配体、CXC 基序趋化因子配体 12 (CXCL12) 的脑脊液蛋白水平与 LBD 中的神经轴突损伤有关。此外,我们观察到CD4 +克隆扩增和上调白细胞介素 17A表达用磷酸化的 α-突触核蛋白表位刺激的 T 细胞。因此,CXCR4-CXCL12 信号可能代表了抑制 LBD 中产生病理性白细胞介素 17 的 T 细胞运输的机制目标。

https://www.science.org/toc/science/374/6569

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