2016年11月4日Science期刊精华

　　2016年11月7日/生物谷BIOON/--/生物谷BIOON/--本周又有一期新的Science期刊（2016年11月4日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。

　　1.Science：蛋白翻译后突变---利用自由基化学让蛋白侧链多样化

　　doi:10.1126/science.aag1465； doi:10.1126/science.aai8788； doi:10.1126/science.aah4428

　　在蛋白翻译后对它们进行化学修饰能够扩大它们的结构作用和功能作用。两种相关的方法描述如何利用自由基化学形成氨基酸残基和一种选定的官能团之间的碳-碳键。Wright等人利用锌离子介导的自由基化学，将许多各种不同的官能团加入到含有脱氢丙氨酸前体的蛋白上。Yang等人采用一种类似的方法：将锌离子与铜离子组合使用。总之，这些结果将会用于引入官能团和标记到许多各种不同的蛋白上。

　　2.Science：发现脊髓修复的关键蛋白CTGF

　　doi:10.1126/science.aaf2679； doi:10.1126/science.aal2112

　　斑马鱼能够做一件神奇的事情：它的脊髓在被切断后能够完全愈合，但是对人类而言，这是一种瘫痪性的经常是致命性的损伤。

　　在一项新的研究中，来自美国杜克大学的研究人员在观察斑马鱼修复它们自身的脊髓损伤时，他们发现一种特定的蛋白在这个过程中发挥着重要作用。这一发现可能导致人体组织修复取得新的进展。

　　当斑马鱼被切断的脊髓经历再生时，一种桥状结构会形成。首批细胞延伸一段为它们的自己长度的几十倍的距离，并且跨过这种损伤产生的宽宽的切断口将切断的脊髓连接起来。神经细胞随后也这样做。到8周时，新的神经组织填充这个切断口，因而这些斑马鱼完全逆转了它们的严重瘫痪症状。

　　在几十种被这种损伤强烈激活的基因当中，7种基因编码从细胞中分泌出的蛋白。其中的一种是被称作结缔组织生长因子（CTGF）的蛋白，它是令人关注的，其原因在于它的水平在被称作神经胶质细胞的支持性细胞中上升，其中在脊髓损伤头两周内，神经胶质细胞形成这种桥状结构。

　　论文第一作者Mayssa Mokalled说，“我们吃惊地发现在脊髓损伤后，它仅在一小部分神经胶质细胞中表达。我们曾认为这些神经胶质细胞和这种基因必需是比较重要的。”确实，当他们尝试通过基因手段剔除CTGF时，这些斑马鱼都不能再生它们的脊髓。

　　人类和斑马鱼共享大多数蛋白编码基因，而且CTGF也不例外。人CTGF蛋白与斑马鱼CTGF存在将近90%的相似性。当研究人员将人CTGF导入斑马鱼的损伤位点中时，它促进再生，而且这些斑马鱼在损伤发生两周后游得更好。

　　研究人员还发现CTGF蛋白似乎是脊髓愈合的关键。它是一种大分子蛋白，由4个较小的部分组成，因而它不会只有一种功能。这可能使得它作为一种脊髓损伤疗法时更容易转运和具有更好的特异性。

　　不幸的是，对人类而言，CTGF可能独自不足以再生他们自身的脊髓。在哺乳动物中，脊髓愈合更加复杂，这部分上是因为瘢痕组织在损伤位点附近形成。Poss团队期待CTGF研究会在小鼠等哺乳动物体内开展。

　　3.Science：转录因子结合分析确定环境应激反应网络

　　doi:10.1126/science.aag1550

　　为了对环境变化（如干旱）作出反应，植物必须调节多种细胞过程。通过对模式植物拟南芥开展研究，Song等人对21种转录因子结合到染色质上进行分析，并且绘制出参与对植物激素脱落酸作出的反应的复杂基因调节网络。这项研究为理解和调节植物对应激作出的反应提供一种框架。

　　4.Science：从全局水平研究遗传阻遏相互作用

　　doi:10.1126/science.aag0839

　　我们通常认为突变是我们的基因发生的错误，这种错误会让我们患病。但是并不是所有错误都是不好的，一些错误甚至能够抵消或抑制那些已知导致疾病的突变的负面影响。人们对这个被称作遗传阻遏（genetic suppression）的过程了解甚少，但是当来自加拿大多伦多大学的研究开始揭示它背后的一般规则时，这种情况将会改变。

　　来自多伦多大学唐纳利中心和分子遗传学系的Brenda Andrews教授、Charles Boone教授和Frederick Roth教授与来自美国明尼苏达大学双城校区的Chad Myers教授合作开展研究，汇集了细胞中首个完整的抑制性突变组合。他们的发现可能有助解释抑制性突变与导致疾病的突变相结合如何减轻疾病的打击，或者甚至完全抵抗它。

　　但是发现这些突变也不是易事。在人体中，它好比是大海捞针。理论上，一种抑制性突变可能是人DNA的几十万种碱基拼写错误中的任何一种，并且是散落在2万种人基因之中，这就使得每个人的基因组都比较独特。对它们进行测试将是不现实的。

　　为此，研究人员采取一种双管齐下的方法。一方面，他们分析了所有发表的针对已知的酵母基因之间存在的抑制关系的数据。尽管这会提供有价值的信息，但是这些结果不可避免地偏向最为流行的基因---科学家们已详细研究过的基因。为此，Van Leeuwen和同事们也通过测量当酵母细胞本身携带一种破坏性突变或者还携带另一种突变时这些细胞如何好地生长，进行无偏差地分析。鉴于有害突变会延缓酵母细胞生长，它们生长率的任何改进是由于第二个基因上的抑制性突变导致的。这些实验揭示出这些破坏性突变存在上百种抑制性突变。

　　重要的是，无论采用哪种方法，这些数据指向相同的结论。为了发现抑制基因，研究人员经常不需要远离携带破坏性突变的基因。这些基因往往在细胞中具有类似的作用---这要么是由于它们的蛋白产物在物理上位于相同的位置，要么是由于它们在相同的分子通路中发挥作用。

　　5.Science：重磅！每天抽一包烟导致肺细胞每年产生150种突变

　　doi:10.1126/science.aag0299； doi:10.1126/science.aal2114

　　在一项新的研究中，来自英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格学院研究所和美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员和他们的合作者测量了吸烟在人体不同器官中导致的灾难性遗传损伤，鉴定出吸烟导致DNA突变的几种不同机制。他们发现对每天吸一包烟的吸烟者而言，这些吸烟者的每个肺细胞每年积累着平均150个额外的突变。

　　癌症是由细胞中的dna发生突变导致的。在对与吸烟相关联的癌症的dna进行首次综合分析时，研究人员研究了5000多种肿瘤样品，并且对吸烟者所患的癌症和从未吸烟者所患的癌症进行比较。他们在吸烟者的癌症dna中发现特定的dna损伤印记---被称作突变标记（mutational signature），并且对在不同的肿瘤样品中发现的这些特定突变的数量进行计数。

　　研究人员发现平均而言，每天抽一包烟导致每个肺细胞每年产生150种突变。这些突变代表着引发一系列最终能够导致癌症产生的遗传变化的单个潜在的突变起始点。任何一个癌细胞内的突变数量在不同人之间会存在差异，但是这项研究显示吸烟导致的额外突变负荷。

　　其他的器官也受到影响：这项研究研究估计每天抽一包烟导致喉、咽、口腔、膀胱和肝脏中的每个细胞每年分别产生平均97、39、23、18和6种突变。

　　6.science：鉴定出来自绿针假单胞菌的一种选择性杀虫肽

　　doi:10.1126/science.aaf6056； doi:10.1126/science.aag101

　　源自苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）的肽BT被广泛地用来保护作用免受害虫损害。Schellenberger等人鉴定出来自一种不同的土壤细菌---绿针假单胞菌（Pseudomonas chlororaphis）的另一种杀虫肽。表达这种绿针假单胞菌杀虫肽的玉米植株不会遭受西方玉米根虫的攻击。对BT产生抗性的根虫对这种绿针假单胞菌杀虫肽是敏感的。发现一种新的杀虫肽会使得抵抗害虫的武器库多样化，这可能会延缓害虫抗性的产生。

　　7.science：对每名科学家的科学影响进行定量评价

　　doi:10.1126/science.aaf5239

　　成功的科学生涯存在可量化的模式吗？Sinatra等人分析了2887名物理学家的论文发表情况，以及科学家们在多种领域发表论文的数据。当考虑产出力（在科学家的职业生涯早期时通常是最高的）时，具有最高影响的论文随机地发生在科学家的职业生涯中。然而，产生高影响论文的过程并不是完全随机的。作者们基于随机性、产出力和Q因子，开发出一种定量的影响模型，其中Q因子对每名科学家是特定的，而且在每名科学家的职业生涯期间保持不变。