女性卵子染色体错误影响生殖能力 -“小柯”论文速递

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《科学》:Volume365Issue6460

●研究揭示女性卵子染色体错误对生殖能力的影响

丹麦哥本哈根大学小组近期研究发现人卵中的染色体错误会影响生殖寿命中的自然繁殖力。

相关论文发表在2019年9月27日出版的《科学》杂志上。

研究人员追踪了9岁至43岁女性人卵母细胞中的染色体分离，并报告非整倍性遵循U曲线。

特定的分离错误类型显示出不同的年龄依赖性，从而为U曲线提供了定量的解释。

全染色体非分离事件优先与年轻女孩的非整倍性增加有关，而着丝粒和更大范围的cohesion蛋白丢失会随着女性年龄增加限制其生育能力。

这些发现表明，源自卵母细胞的染色体错误决定了人类的自然繁殖力曲线。

据介绍，染色体错误或非整倍性会影响大量人类的受孕，导致流产和先天性疾病。

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●人类肾脏的免疫分区图谱问世

英国剑桥大学和威康桑格研究所的、SamBehjati、和MuzlifahHaniffa等研究人员合作绘制了人类肾脏的时空性免疫分区图谱。

这一研究成果于2019年9月27日发表在国际学术期刊《科学》上。

研究人员使用单细胞RNA测序来解决了人肾脏的时空免疫拓扑结构。研究人员揭示了上皮区室中解剖学定义的免疫基因表达模式，在成熟的但不是胎儿肾脏的肾盂上皮中有明显的抗菌肽转录物。

在胎儿和成熟的肾脏中都存在着组织驻留的髓样和淋巴样免疫细胞的网络，并在产后获得了促进感染防御能力的转录程序。

上皮与免疫的交流将抗菌巨噬细胞和嗜中性粒细胞精心安排在最容易感染的肾脏区域。

总体而言，这项研究为人类肾脏的免疫格局如何分区以应对主要的免疫学挑战提供了综合概述。

据悉，组织驻留的免疫细胞对于器官的稳态和防御很重要。上皮可以直接或通过与免疫细胞交流来实现这些功能。

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●肠道菌群可调控宿主代谢的昼夜节律

肠道菌群通过组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）调节宿主代谢的昼夜节律，这一成果由美国德克萨斯大学西南医学中心研究组近期取得。

相关论文发表在2019年9月27日出版的《科学》杂志上。

研究人员发现，肠微菌群通过HDAC3控制小鼠小肠中的昼夜代谢节律。

菌群诱导肠上皮HDAC3的表达，其有节奏地被募集到染色质上，并在组蛋白乙酰化、代谢基因表达和养分吸收方面产生同步的昼夜振荡。

HDAC3还非典型地起作用，以共激活雌激素相关受体α，诱导脂质转运蛋白Cd36进行菌群依赖的节律性转录，并促进脂质的吸收和饮食诱导的肥胖。

这些发现表明，HDAC3整合了微生物和昼夜节律的信号，以调节昼夜代谢节律，并指出了微生物控制宿主代谢的关键机制。

研究人员表示，昼夜节律是哺乳动物新陈代谢的主要特征，它可使新陈代谢过程与昼夜光照周期同步。

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●科学家绘制多发性硬化症遗传图谱

国际多发性硬化症遗传学联合会描绘了多发性硬化症（MS）基因组图谱，并发现周围免疫细胞和小胶质细胞对疾病的易感性。

2019年9月27日，《科学》杂志发表了这项成果。

研究人员分析了47429例MS和68374例对照受试者的遗传数据，并建立了MS遗传结构的参考图谱，其中包括主要组织相容性复合体（MHC）之外的200个常染色体易感性变体、一个X染色体变体以及32个拓展的MHC基因变体。

研究人员使用了多种方法来对551种可能的易感基因进行优先排序，这些基因提示了分布在免疫系统细胞成分中的多个先天和适应性途径。

使用分选的人类小胶质细胞的表达谱，研究人员观察到了这些脑驻留免疫细胞中MS基因的富集，表明这些基因可能在靶向中枢神经系统自身免疫过程中发挥作用，尽管MS最有可能最初是由周围免疫反应的扰动所触发的。

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●栖息地连接可持续增加植物多样性

美国威斯康辛大学麦迪逊分校研究小组取得一项新进展。他们通过一项为期18年的实验，发现栖息地的连接能够不断增加植物多样性。

2019年9月27日出版的《科学》发表了这项成果。

在一个大型且重复性良好的栖息地碎片化实验中，研究人员发现，与未连接的碎片区域相比，在连接的碎片区域中239种植物的年定植率高5％，而每年的灭绝速度则降低2％。

这导致多样性出现稳定、非渐近地增加，近二十年后，相连碎片区域中的物种增加了近14％。

这些结果表明，连接的全部生物多样性价值远比以前估计的要大，而且无法在短时间内有效评估，并且可以通过尽早地连接栖息地来实现最大化。

研究人员表示，目前的研究可能大大低估了栖息地碎片化的有害影响以及连接碎片区域的好处，因为引起生物多样性变化的定居和灭绝速度变化可能需要数十年的时间。

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●科学家首次实现对基因表达的超声成像

美国加州理工学院研究小组近日取得一项新成果。他们的最新研究开发了能够可视化哺乳动物细胞基因表达的超声成像技术。

相关论文发表在2019年9月27日出版的《科学》杂志上。

研究人员表示，对完整生物内部发生的细胞过程的研究需要使细胞功能可视化的方法，例如深层组织中的基因表达。

超声波是一种广泛使用的生物医学技术，可实现具有高时空分辨率的无创成像。

但是，没有遗传编码的分子报道可用于将超声造影剂与哺乳动物细胞中的基因表达联系起来。

为了解决这个限制，研究人员创造了哺乳动物的声学报告基因。

从细菌的基因簇开始，研究人员设计了一个真核生物遗传程序，将其引入哺乳动物细胞会导致称为气体囊泡的细胞内充气蛋白质纳米结构的表达，从而产生超声对比。

哺乳动物的声学报告基因可以使细胞以低于0.5％的体积密度可视化，并可以对活体动物中的基因表达进行高分辨率成像。

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《细胞》

●单细胞示踪成像技术助力神经发育研究

美国霍华德休斯医学研究所和YinanWan等研究人员，在整个发育神经回路中利用单细胞示踪成像技术重构了新兴神经元群体的活动。

2019年9月26日，《细胞》在线发表了这项成果。

研究人员提出了一种成像方法，用于从神经发生到指示最早的自发运动行为的模式化活动的出现，全面跟踪整个发育中的斑马鱼脊髓的神经元谱系、运动、分子身份和活动。

研究人员发现运动神经元首先是活跃的，并与邻近的神经元形成局部模式的集成。

这些集成合并，达到阈值大小后全局同步，最后招募连合中间神经元以协调对脊椎动物运动很重要的左右交替模式。

单个神经元根据其出生时间和解剖学起源定型地进行功能性成熟。

这项研究提供了重构胚胎发生过程中如何发挥功能性回路的通用策略。

研究人员表示，动物的生存需要在胚胎发生过程中发育正常的神经系统。新生神经元必须组装成产生能够指示行为的活动模式的回路。

要阐明该过程的协调方式，需要采用新方法，这些方法应遵循整个发育回路中所有细胞的成熟和活动。

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(19)30958-4

●研究发现新型CRISPR抑制蛋白

丹麦哥本哈根大学XuPeng研究团队近期一项研究发现，一个由古细菌病毒所编码的蛋白可抑制III型CRISPR-Cas系统。

相关论文2019年9月26日在线发表于国际学术期刊《细胞》。

研究人员报道了由Sulfolobus病毒SIRV2编码的III型CRISPR-Cas抑制剂AcrIIIB1的发现。

AcrIIIB1专门抑制由辅助蛋白Csx1的RNA酶活性介导的CRISPR-CasIII-B亚型免疫。

AcrIIIB1似乎不与Csx1结合，而是与两种不同的III-B亚型效应物复合物Cmr-α和Cmr-γ相互作用，已知它们响应于原间隔序列转录物的结合而合成了可激活的环状寡聚腺苷酸（cOA），cOA可激活Csx1的RNA酶活。

因此，研究人员推断AcrIIIB1通过干扰Csx1RNA酶活相关过程来抑制III-B型CRISPR-Cas免疫。

据介绍，细菌和古细菌具有惊人的CRISPR-Cas系统多样性，可分为六种类型，对病毒感染构成了重大障碍。

作为病毒与宿主之间“军备竞赛”的一部分，病毒编码I、II和V型CRISPR-Cas系统的蛋白抑制剂，但是尚不清楚其他机制上不同的CRISPR-Cas类型的天然抑制剂。

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(19)31009-8

●阿尔茨海默病病理学和治疗策略综述

美国华盛顿大学医学院团队针对阿尔茨海默病（AD）进行了病理学和治疗策略相关的综述。

2019年9月26日，《细胞》在线发表了这一论文。

研究人员介绍，AD是一种具有复杂病理生物学特性的异质性疾病。

细胞外β-淀粉样蛋白沉积为神经炎斑块和高磷酸化tau的细胞内积累为神经原纤维缠结的存在，仍然是AD诊断的主要神经病理学标准。

但是，最近的一些基本发现凸显了其他关键细胞和分子过程的重要病理作用。尽管如此，目前尚无改善疾病的治疗方法，而且许多3期临床试验均未能证明其益处。

研究人员回顾了人们对AD病理生物学理解的最新进展，并讨论了当前的治疗策略，重点介绍了最新的临床试验和开发未来疾病修饰疗法的机会。

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(19)31007-4

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