Nature期刊2015年10月23日～2015年11月22日亮點(diǎn)研究匯總如下。

　　1.記憶提取的定向控制

　　最近，人們已經(jīng)開(kāi)始研究海馬體中的神經(jīng)元集群，是怎樣編碼和再激活記憶了，但對該皮層中假設存在的“top-down”輸入信號可能會(huì )怎樣影響記憶過(guò)程相對來(lái)說(shuō)了解很少。在這項研究中，KarlDeisseroth及同事用新的工具和策略來(lái)識別，來(lái)自海馬體的前扣帶回(前額皮層的一部分)的一種稀疏神經(jīng)元投射。當被激活時(shí)，這些投射能引發(fā)小鼠的記憶提取。

　　2.中國的早期智人

　　來(lái)自中國南方道縣福巖洞的47枚具有現代人解剖特征的牙齒化石顯示，從解剖上來(lái)說(shuō)的現代人至少在距今8萬(wàn)年前、最早可能在距今12萬(wàn)年前就在該地區出現了，也就是說(shuō)比黎凡特和歐洲的現代人早3萬(wàn)-7萬(wàn)年。這些人在相貌上比中國北方和中部的“人族”要現代得多。該發(fā)現進(jìn)一步增加了人類(lèi)歷史的復雜性，也表明有待發(fā)現的東西還很多。

　　3.抗生素新藥Ribocil的結構

　　2015年10月29日那一期的Nature封面，展示的是與一個(gè)細菌核糖開(kāi)關(guān)的RNA適配體結合在一起的小分子Ribocil的結晶結構。背景圖像突顯了，該核糖開(kāi)關(guān)適配體在Ribocil結合時(shí)所觀(guān)察到的“蝴蝶折”構形。人們都知道迫切需要新型抗生素?，F在，默克公司的TerryRoemer及同事，描述了針對一個(gè)細菌核糖開(kāi)關(guān)的新型合成抗生素。核糖開(kāi)關(guān)是非編碼RNA片段，其結構受某一個(gè)配體的影響，該配體通常與被含核糖開(kāi)關(guān)的基因編碼的蛋白的功能相關(guān)。這種新藥(即Ribocil)阻斷核黃素生物合成所需的ribB基因的表達。該基因由“黃素單核苷酸核糖開(kāi)關(guān)”介導。Ribocil抑制細菌細胞生長(cháng)，在一個(gè)小鼠模型中能有效治療細菌感染。

　　4.Gasdermin-D在先天免疫中所起作用

　　在本期Nature上發(fā)表論文的兩個(gè)小組發(fā)現，GasderminD(人類(lèi)和小鼠中保守的、但功能未知的Gsdmd基因的產(chǎn)物)是炎性半胱天冬酶的一個(gè)基質(zhì)。FengShao及同事通過(guò)全基因組CRISPR–Cas9篩選識別出GasderminD是炎性半胱天冬酶的一個(gè)基質(zhì)。半胱天冬酶-1和半胱天冬酶-4/5/11，專(zhuān)門(mén)斷開(kāi)氨基末端Gasdermin-N域與羧基末端Gasdermin-C域之間的連接。VishvaDixit及同事，通過(guò)ENU誘變篩選識別出了，GasderminD是非標準炎性體通道中介導“細胞焦亡”的半胱天冬酶-11所需的基質(zhì)。缺失GasderminD的小鼠，面對致命劑量的脂多糖會(huì )受到保護。兩個(gè)小組都發(fā)現，斷開(kāi)的N-端域足以觸發(fā)“細胞焦亡”(一種形式的程序性細胞死亡)。

　　5.細菌膜內復雜的通信方式

　　GürolSuel及同事發(fā)現，細菌生物膜(沒(méi)有已知功能)中，離子通道通過(guò)鉀離子的傳播，來(lái)在生物膜群落內傳導長(cháng)程電信號。一種枯草桿菌生物膜內空間分離的細胞之間的代謝協(xié)調，被發(fā)現依賴(lài)于離子通道活性。代謝限制觸發(fā)YugO鉀通道(該通道也在這個(gè)生物膜內傳播細胞外鉀信號)的激活，產(chǎn)生一個(gè)去極化波，后者協(xié)調這個(gè)生物膜內部和周?chē)募毎g的代謝狀態(tài)。本文作者利用一個(gè)簡(jiǎn)單的數學(xué)模型顯示，YugO通道的門(mén)控足以促進(jìn)遠距離細胞之間的高效電通信。

　　6.基因控制中的相位調制

　　很多基因調控蛋白都被發(fā)現是以脈沖形式被激活的，但細胞是否會(huì )將脈沖的相對時(shí)序用于不同轉錄因子此前一直沒(méi)有被研究過(guò)?，F在，MichaelElowitz及同事利用單細胞視頻顯示，酵母細胞通過(guò)調制脈沖轉錄因子Msn2和Mig1(二者分別為一個(gè)基因活化劑和一個(gè)基因抑制劑)之間的相對時(shí)序，來(lái)響應于多樣化的環(huán)境條件控制目標基因的表達。他們還顯示，酵母細胞通過(guò)主動(dòng)調制重疊的Msn2和Mig1脈沖所占比例，來(lái)對各種不同濃度的葡萄糖做出反應，并相應調控目標基因表達。

　　7.酵母乙酰-CoA羧化酶的結構

　　依賴(lài)于生物素(Biotin)的羧化酶在代謝中起核心作用，并且是糖尿病、癌癥和微生物感染的潛在藥物作用目標，但此前幾乎沒(méi)有關(guān)于這一家族中最重要、被研究最廣泛的酶——“乙酰-CoA羧化酶”(ACC)的結構信息。JiaWei和LiangTong獲得了來(lái)自釀酒酵母的ACC的全長(cháng)度的、500kDa的全酶二聚物的X-射線(xiàn)晶體結構。該結構顯示，與其他依賴(lài)于生物素的羧化酶很不相同，因為它有一個(gè)大的中央區域，該區域沒(méi)有與其他蛋白同源的序列。該區域在單聚和二聚狀態(tài)間有巨大的構形變化，這些差別為天然產(chǎn)物“SoraphenA”和磷酸化對ACC的抑制提供了一個(gè)分子層面的解釋。

　　8.Yap在組織再生中所起作用

　　Hippo通道(在發(fā)育過(guò)程中影響細胞命運的決定和組織生長(cháng))，被發(fā)現是成年個(gè)體組織再生的一個(gè)重要調控因子。小腸上皮的經(jīng)常性自我更新，是由小腸干細胞中的Wnt信號通道控制的，但小腸受傷后怎樣再生卻一直不清楚。JeffreyWrana及同事發(fā)現，第二個(gè)信號通道Hippo，是小腸上皮在接受電離輻射后的恢復所需的。Hippo的構成成分Yap會(huì )阻滯小腸干細胞向Paneth細胞的分化，以通過(guò)第三個(gè)通道Egfr的激發(fā)，來(lái)促進(jìn)一個(gè)“存活和自我更新再生程序”。這一由Yap驅動(dòng)的再生通道還被發(fā)現參與腫瘤發(fā)生。

　　9.黑色素瘤細胞能有效抵御活性氧化應激壓力

　　活性氧和抗氧化分子在促進(jìn)或抑制腫瘤發(fā)展中扮演的角色一直存在爭議。在這個(gè)問(wèn)題上，美國德州西南醫學(xué)中心的科學(xué)家們認為，黑色素瘤細胞如果能夠細胞應激壓力，即能夠解決活性氧化物的問(wèn)題，那么這些細胞就能高效地在血液循環(huán)系統中移動(dòng)，并導致癌癥的擴散。作者們還表明，抑制這些小鼠中處理活性氧化物的代謝途徑，可以有效地減弱了黑色素瘤細胞的轉移。黑色素癌細胞卻通過(guò)增加NADPH代謝，加強葉酸代謝途徑，可以有效抵御活性氧化物帶來(lái)的應激壓力，從而更好地轉運。

　　10.發(fā)現機體造血新工廠(chǎng)

　　來(lái)自美國德克薩斯大學(xué)西南醫學(xué)中心的研究人員發(fā)現了在需要更多血細胞的緊急情況下機體應答的重要機制。相關(guān)研究結果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Nature上。研究人員報告稱(chēng)當組織受到損傷而失血過(guò)多或在懷孕情況下脾臟內的緊急造血系統就會(huì )激活。在緊急情況下，腎臟內的內皮細胞和血管周?chē)g質(zhì)細胞會(huì )受到誘導發(fā)生增殖，以維持遷入脾臟的造血干細胞的活性，研究人員表示，脾臟內發(fā)生的這一過(guò)程對于應答造血應急狀況具有非常重要的作用，如果沒(méi)有上述過(guò)程，小鼠就不能在懷孕階段維持正常的血細胞數目，也無(wú)法在失血或化療之后快速再生血細胞。在這項研究中，研究人員利用小鼠模型對脾臟內血細胞形成所需的微環(huán)境進(jìn)行了研究，他們檢測了兩個(gè)已知的微環(huán)境因子--干細胞因子（SCF）和CXCL12的表達情況。研究人員發(fā)現脾臟內的造血微環(huán)境靠近血管，并且這種微環(huán)境是由內皮細胞和血管周?chē)g質(zhì)細胞創(chuàng )造的，就如同骨髓內的造血微環(huán)境。

　　11.腫瘤也有互聯(lián)網(wǎng)

　　星形細胞瘤是一種難以治療的腦瘤，因為這種疾病對標準化療法并沒(méi)有反應，這類(lèi)癌癥產(chǎn)生耐藥性的原因就是腫瘤在患者大腦中已經(jīng)形成了一種交流的網(wǎng)絡(luò )。截至目前研究人員并不清楚相比其它腦瘤而言，星形細胞瘤為何對療法的反應如此之差，本文研究中，研究者同海德堡大學(xué)的科學(xué)家進(jìn)行合作，鑒別出了一個(gè)關(guān)鍵的突破口，或可幫助開(kāi)發(fā)出治療星形細胞瘤的有效療法。研究者M(jìn)atthiasPreusser教授指出，星形細胞瘤可以形成互相連接的通信網(wǎng)絡(luò )，為了完成此目標，腫瘤細胞會(huì )通過(guò)其細胞膜形成較長(cháng)的通道，即所謂的腫瘤微導管，因此腫瘤微導管就會(huì )將多個(gè)腫瘤細胞進(jìn)行連接。