韩国学者再质疑韩春雨:该技术只能“沉默”基因

(图片来源:澎湃新闻)韩春雨的NgAgo技术深陷可重复性泥潭,韩国学者发表文章称,NgAgo能在体外切割RNA(核糖核酸),而非如韩春雨论文所称在哺乳细胞内切割DNA(脱氧核糖核酸)。2016年11月,在《自然-生物技术》上,韩国基础科学研究所基因编辑中心金镇洙(Jin-Soo Kim)团队与另两个团队一起,发表了一篇评论通信文章,表示利用河北科技大学韩春雨课题组的NgAgo技术未能检测到DNA引导的基因组编辑,质疑了韩春雨NgAgo实验的可重复性。近2个月后,1月20日,在生命科学预印本网站BioRxiv上,金镇洙发表了另一篇关于NgAgo技术的论文。在论文中,金镇洙没有否定两个月前那篇评论通信文章的结论,再次在文章中提到了无法重复实验。但他发现了关于NgAgo另一个特性——在体外,NgAgo能作为一种DNA引导的核酸内切酶切割RNA。这意味着NgAgo或许可以作为“RNA干扰”的一种工具发挥作用。RNA干扰的一种形式是基因沉默,也就是让特定基因不表达,这可以用在疾病治疗上,通过让致病基因“沉默”来达到治疗效果。http://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1605620

一种高效识别蛋白精氨酸鼠李糖基化多克隆抗体

在很长一段时间内,蛋白质糖基化修饰被认为局限于真核生物。而今天人们广泛接受了包括重要的人类病原体在内的细菌当中也含有大量的O-以及N-糖基化修饰。但是其中关于N-糖基化修饰的报道似乎仅仅发生于天冬酰胺上,直到2013 年,北京生命科学研究所邵峰课题组和澳大利亚墨尔本大学Hartland课题组同时发现来源于肠致病性大肠杆菌 (EPEC) 的三型分泌系统效应蛋白NleB家族,以一种新颖的N-糖基化修饰Arg-N-GlcNAc作用于宿主的死亡受体 (TNFR,FAS,TRAIL-R等)及其接头蛋白 (FADD,TRADD,RIPK1 等),通过阻断死亡结构域介导的DISC复合体的形成抑制死亡受体诱导宿主细胞凋亡和坏死。这些研究表明,精氨酸糖基化有可能广泛参与基因转录、信号转导、细胞生长与分化、细胞节律以及免疫等多个重要的生物学过程。2015年,德国慕尼黑大学Lassak课题组在Nat. Chem. Bio.上报道了另一种重要的精氨酸鼠李糖基化修饰(Arg-N-Rha)。包括绿脓杆菌、百日咳菌、淋病奈瑟氏菌在内的多种致病菌都能特异性地通过EarP酶对转录延长因子EF-P中32位Arg进行N-Rha修饰,当Arg-N-Rha 的EF-P绑定到核糖体之后,其鼠李糖基化修饰的精氨酸能够到达转肽酶中心并为包含脯氨酸转移酶的tRNA提供有利位置,从而稳定了脯氨酰-tRNA的CCA末端,最终实现核糖体的解救。因此,Arg-N-Rha修饰在多种细菌的致病过程中发挥重要作用,而抑制EF-P 的Arg-N-Rha修饰可能成为一种开发新型抗生素的新策略 (Fig. 1) 。Fig. 1 EF-P arginine rhamnosylation and mode of action虽然目前存在着多种检测蛋白糖基化 (如蛋白Ser/Thr-O-GlcNAc修饰或Asn-N-糖基化修饰) 的手段和工具,但如何检测人蛋白组中是否还存在其它重要的Arg-N-Rha修饰蛋白尚缺乏相关工具。另外,特异性抗体的制备不仅对于基于抗体的大分子抗生素的设计有实践意义,而且能为新型小分子抗生素的筛选提供了十分有利的工具。近日,由第二军医大学的胡宏岗教授课题组主导的包括德国慕尼黑大学、欧洲分子生物学实验室等多个研究团队在国际上首次成功开发了一种高效识别Arg-N-Rha的多克隆抗体。他们首先通过核磁手段确证了Arg-N-Rha修饰的构型,随后在固相上对多肽直接进行糖基化得到含有Arg-N-Rha的糖肽,并将糖肽与牛血清白蛋白(BSA)偶联作为抗原对家兔进行免疫,最终将得到的抗血清进行亲和纯化,首次得到特异性抗精氨酸鼠李糖基化的多克隆抗体(Anti-ArgRha) (Fig. 2)。Fig. 2 Workflow of antibody generation得到Anti-ArgRha后,由德国慕尼黑大学Lassak课题组利用ELISA和免疫印迹的手段验证了该抗体的特异性和灵敏度。结果表明: Anti-ArgRha能够特异性靶向EF-PRha,却不能识别没有糖基化修饰的EF-P。当EF-PRha浓度恒定在25 μg/ml (1.25 μM)时,最低可以使用0.04 μg/ml的抗体浓度来检测到EF-PRha。当保持Anti-ArgRha浓度恒定在2μg/ml时,最低能有效检测出15 ng的EF-PRha(Fig. 3)。其次,EF-PRha对Anti-ArgRha的特异性至少比L-鼠李糖、L-岩藻糖或L-精氨酸强10,000倍左右。此外, Arg-N-GlcNAc糖肽能够特异性地被Anti-ArgGlcNAc识别,但却丝毫不能被Anti-ArgRha识别。最后,他们还证明了该特异性抗体能够识别细胞裂解液中的内源性的精氨酸鼠李糖基化蛋白质。Fig. 3 The Anti-ArgRha antibody specifically recognizes EF-PRha and immunodetection这一成果近期发表在《Chemical Science》,文章的第一作者为第二军医大学博士研究生李翔和德国慕尼黑大学博士研究生Ralph Krafczyk。该论文作者为:Xiang Li, Ralph Krafczyk, Jakub Macošek, Yu-Lei Li, Yan Zou, Bernd Simon, Xing Pan, Qiu-Ye Wu, Fang Yan, Shan Li, Janosch Hennig, Kirsten Jung, Jürgen Lassak*, Hong-Gang Hu*原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Resolving the α-glycosidic linkage of arginine rhamnosylated translation elongation factor P triggers generation of the first ArgRha specific antibodyChem. Sci., 2016, 7, 6995-7001, DOI: 10.1039/C6SC02889F参考文献:1. Li S, Zhang L, Yao Q, Li L, Dong N, Rong J, Gao W, Ding X, Sun L, Chen X, Chen S, Shao F. Pathogen blocks host death receptor signaling by arginine GlcNAcylation of death domains. Nature., 2013, 501, 242–246.2. Pearson JS, Giogha C, Ong SY, Kennedy CL, Kelly M, Robinson KS, Lung TW, Mansell A, Riedmaier P, Oates CV, Zaid A, Mühlen S, Crepin VF, Marches O, Ang CS, Williamson NA, O'Reilly LA, Bankovacki A, Nachbur U, Infusini G, Webb AI, Silke J, Strasser A, Frankel G, Hartland EL. A type III effector antagonizes death receptor signalling during bacterial gut infection. Nature., 2013, 501, 247–251.3. Lassak J, Keilhauer EC, Fürst M, Wuichet K, Gödeke J, Starosta AL, Chen JM, Søgaard-Andersen L, Rohr J, Wilson DN, Häussler S, Mann M, Jung K. Arginine-rhamnosylation as new strategy to activate translation elongation factor P. Nat. Chem. Biol., 2015, 11, 266-270.4. Pan M, Li S, Li X, Shao F, Liu L, Hu HG. Synthesis of and specific antibody generation for glycopeptides with arginine N-GlcNAcylation. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 14517-14521.

爱人是另一个自己……这也和基因有关系?

经常有人纠结于这样一个问题:找对象应该选互补的还是相似的?当然,前提是你要有的选。相关的文艺作品和鸡汤文不计其数,最近,新出炉的Nature子刊——Nature Human Behaviour上报道的一项科学研究给出了结论:人们更偏向与一个跟自己相似的人在一起,这不是巧合(文艺的说法叫“缘分”),根源或许与基因有关。图片来源:《名侦探柯南》这项研究调查了两万多对夫妻,认为人们对于相似智力、身高、体重的选择并非意外。例如,你很可能不会和受教育程度差别很远的人结婚,因为你与他们在生活中的交集太少。而且,这些选择伴侣的偏好也正塑造着人类的基因组。澳大利亚昆士兰大学的遗传学家Peter Visscher和他实验室的博士后Matthew Robinson(论文一作)领导了这项研究。科罗拉多大学博尔德分校的行为遗传学家Matthew Keller认为这是一项非常令人兴奋的成果。一直以来,学术界对于伴侣选择与遗传性状之间的关系都没有很好的解释。Robinson和Visscher与合作者一同分析了一些包括人类生理和遗传性状等信息的大型数据库。他们追踪了一些与人类特征(如身高、体重指数BMI)对应的遗传标记,并预测这些人的伴侣的相应性状。举个例子,如果遗传性状表明一个人应该是个高个子,那么预测他(她)的伴侣也应该是高个子。之后,研究者比较伴侣身高的预测值与真实值。研究者对超过24000对欧洲夫妻的数据进行了分析。他们发现身高遗传标记和他(她)伴侣的实际身高有很强的统计学相关性,BMI也表现出统计学相关性,只不过比身高稍弱一些。这意味着人们更偏爱和自己有相似基因的伴侣。在挑选配偶时,身高是重要条件,反映体型的BMI也较为重要。图片来源:Nat. Hum. Behav.以上现象证明了人类中存在“选择婚配”(assortative mating),即,个体与具有相似性状的另一个个体婚配的概率高于随机婚配的概率。自然界这种现象很常见。例如,颜色鲜艳的东方蓝鸫(一种鸟类)更喜欢艳丽的对象,颜色较浅的东方蓝鸫则偏爱同样低调的伴侣。日本蟾蜍也有类似的择偶标准,只是它们在意的是体型大小。这种选择会使它们的家族一直保持某种性状,而这种性状在自然选择下一般有益于种族延续,例如让雄性更容易获得伴侣。人类要比动物复杂很多,个体的标签远不止身体的特征,例如受教育程度等。研究者同样分析了一个7780对英国夫妻的数据库。他们发现之前报道的与受教育年限有关的遗传标记,与伴侣的受教育年限也具有高相关性。不过这不意味着人们只是简单依据学历或受教育年限来选择伴侣,而是或许更倾向于选择具有相似兴趣爱好的人,而这与教育水平息息相关。除了受教育程度,研究者还发现腰臀比、血压也与选择伴侣有相关性。但小氘认为,体型、血压这些会随着年龄、生活环境、生活习惯改变的,这里需要排除掉长期共同生活使夫妻在很多方面的数据都接近的事实。研究者通过分析一个英国的数据库,还发现了以上因素与选择伴侣的相关性。图片来源:Nat. Hum. Behav.这项研究还揭示,这种伴侣选择会影响人类的基因组结构。人类这种“选择婚配”行为使后代继承某些性状的概率提高,这给那些预测家族成员继承一项性状可能性的遗传学模型带来了不少启示,这些性状可能是一种疾病,如精神分裂症,也可能是一种生理特征,如身高。下一步,研究者打算研究更多的行为特征与配偶选择的关系,如智力水平、政治偏向和精神疾病。最近的研究成果发现,自闭症、精神分裂症和多动症患者更倾向和“病友”结婚。这种新研究方法或许可以探明这些选择是否也与DNA有关。Robinson开玩笑说,他还要用这个方法研究自己的婚姻,不过他很有信心,因为他们两口子都是博士,个子都很高,绝配。(虐狗啊~~~)不过最后说一句,论文里的“统计学相关”并不是因果关系,所以,“基因”也好,“选择婚配”也好,这些无法言明的原因可能会让你莫名喜欢上一个人,但他(她)是否也能接受你,结婚后是否幸福,遗传学的那些东东恐怕不会是决定性因素……与诸君共勉。编译自:http://www.sciencemag.org/news/2017/01/your-choice-life-partner-no-accident原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Genetic evidence of assortative mating in humansNat. Hum. Behav., 2017, 1, 0016, DOI: 10.1038/s41562-016-0016(本文由氘氘斋供稿)

殊途同归:100%检出“疯牛病”的新技术

20世纪90年代中期,英国曾出现过一种可怕的传染性脑病:变异克雅氏病(variant Creutzfeldt-Jakob disease,vCJD),即人感染“疯牛病”。这是一种100%致死、潜伏期长、人畜共感染的疾病,感染后病人的大脑中会长出很多空泡,逐渐影响神经系统功能,死亡过程极为痛苦。因为一条可能的传染途径是食用患“疯牛病”牛的牛肉,所以这在英国乃至全世界都掀起了轩然大波。vCJD通过朊病毒(prion)传播,例如,受污染的输血过程。朊病毒与传统的病毒非常不同,它本质上是错误折叠的蛋白质,能够将病人体内正常的阮蛋白异构化,转变为传染型阮病毒,由此完成自我扩增。它不像真正的病毒那样包含核酸(RNA或DNA),因此常规以核酸为目标的病毒检测方法对它无效。图片来源:nethealthbook从那时起,科学家就努力开发一种可以准确检测血液中朊病毒的方法。神经系统症状、进行性痴呆、核磁共振和脑电图可以提示vCJD的可能性,但都不能确诊。而目前唯一公认可靠的vCJD确诊证据是脑组织的尸检(尸!检!)。由于缺乏足够的灵敏度和准确性,目前还没有通过审批的vCJD血检方法。来自美国德克萨斯大学休斯顿医学院的Claudio Soto与法国蒙彼利埃大学的Daisy Bougard和Joliette Coste分别独立发明了高灵敏度、100%准确率的vCJD血检方法,相关成果发表在近期的Sci. Transl. Med.杂志上。目前,vCJD的威胁看似已经微不足道,全球每年仅有2例病人被检出,而1996-2011年平均确诊15人。但是,对来自英国的组织样本的免疫组化研究表明,全英国可能每2000个人中就有1个无症状vCJD患者,且具备传染能力。这意味着医疗用血存在极大的感染风险,开发血液中朊病毒的检测方法刻不容缓。这两篇文章对朊病毒的检测方法大同小异,主要的区别体现在富集血样中朊病毒的方法上。Soto组用表面活性剂十二烷基肌氨酸配合离心机使朊病毒沉淀,而Bougard和Coste等人则用表面修饰血纤维蛋白溶酶原的纳米磁珠吸附朊病毒,再用磁铁将磁珠吸出。富集完朊病毒,两个组用的方法就一样了。他们都用了一种称为“蛋白错误折叠循环扩增”(protein misfolding cyclic amplification,PMCA)的技术(下图)。两种方法的过程比较。图片来源:Sci. Transl. Med.PMCA技术是由Soto组于2001年发明(Nature, 2001, 411, 810-813),用传染性的朊病毒作为“种子”,将正常的朊蛋白转变成传染性的形式,以实现血样中朊病毒的扩增。最后再跑个胶,便能确认血液中的朊病毒了(下图)。PMCA技术图示。朊病毒由一种糖蛋白PrPSc构成(灰色),它与正常细胞表面的正常阮蛋白PrPc(白色)仅仅是构象不同。将朊病毒和正常的PrPc共培养,朊病毒以PrPc为原料进行复制,通过超声破碎大的蛋白,碎片蛋白继续复制过程,实现朊病毒的扩增。图片来源:Nature他们的方法看起来并不复杂,但胜在灵敏度和准确率上。大部分vCJD血检方法只对70%的样本有效。而这两项新发明可以在数百份样品中准确检测出所有带有朊病毒的血样,准确率都达到了惊人的100%。其中,Soto组成功将14份vCJD病人血液样品与153份对照样品分开,这些对照样品中有些甚至来自散发型克雅氏病(sCJD)以及其他类型神经系统疾病的病人。Bougard和Coste组则是从256份血浆样品中分析出了全部18份来自vCJD病人血浆样品。Bougard和Coste组的磁珠法甚至还检出了两例vCJD初期患者,他们在之后的1-3年病情才发生恶化。美国国立过敏和传染病研究所的朊病毒专家Christina D. Orrù说:“这些研究为vCJD的血液检查做出了重要贡献。它们能降低疾病的传播风险,还可能为朊病毒疾病的治疗奠定基础。下一步研究者要做的是优化该技术,使之适应大规模、高通量的检测。”国立卫生研究院的退休朊病毒疾病专家Paul Brown也赞誉道,“这两篇文章代表着该领域在过去十年间的巨大进展。尤其对诊断无症状携带者和预防未来可能爆发的朊病毒传染有重要意义。”研究者们则想的更多,他们希望PMCA技术不光用来诊断vCJD,还希望能用于其他蛋白质错误折叠类疾病的早期诊断,如阿尔兹海默症和帕金森症,毕竟这两种病的影响人群要大得多。编译自:http://cen.acs.org/articles/94/web/2016/12/Toward-blood-test-prion-disease.html1. 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Detection of prions in blood from patients with variant Creutzfeldt-Jakob diseaseSci. Transl. Med., 2016, 8, 370ra183, DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf61882. 原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Detection of prions in the plasma of presymptomatic and symptomatic patients with variant Creutzfeldt-Jakob diseaseSci. Transl. Med., 2016, 8, 370ra182, DOI: 10.1126/scitranslmed.aag1257(本文由氘氘斋供稿)

无心插柳柳成荫:JACS报道液泡ATP酶共价调节剂的发现

液泡ATP酶(Vacuolar ATPase)是调控细胞内pH值的分子器件。它通过结合并水解ATP获取能量,实现对质子的膜间主动运输,进而调节跨液泡膜的物质转运等一系列生物过程。液泡ATP酶的失调与多种疾病息息相关,是潜在的药物靶点。然而,该酶的具体机制及生理作用还有大量未被阐明的问题。这一部分归因于作为一个拥有十个以上亚基的跨膜蛋白,该蛋白复合物结构上的复杂性令人望而生畏,另一部分也是因为现阶段已发展出的化学调节剂仍存在作用位点未知的问题,限制了对其机理上的解析。近日,南加州大学的Chao Zhang博士(点击查看介绍)等人在J. Am. Chem. Soc.上发表文章,报道了一个液泡ATP酶的共价调节剂,为研究该蛋白复合物提供了一把利器。图片来源:J. Am. Chem. Soc.这个V-ATPase的调制剂的发现可谓美丽的意外。Zhang实验室一直致力于研究激酶的共价抑制剂。不久之前,该组报道了由喹唑啉(quinazoline)的衍生物2(图1A)出发,修饰其苯环,从而得到受体酪氨酸激酶EphB3的高效专一抑制剂的成果[1]。为了进一步研究这一系列化合物在细胞中的靶向特异性,研究人员合成了带有炔基的化学探针1(图1A),并将其加入到HEK293H活细胞培养液中,之后对细胞进行裂解,通过Cu(I)催化的叠氮-炔环加成反应对该探针靶向的蛋白进行荧光修饰。结果表明,该探针具有很高的特异性,在适当的浓度下仅共价修饰少数蛋白(图1B)。有趣的是,其中一个分子量约为70 kDa的未知蛋白总是脱颖而出,可以在五分钟内高效地与1反应(图1C)。该相互作用还会被化合物2竞争(图1D),表明了这个未知的p70蛋白是化合物1与2的特异靶标。图1: 化学探针1在HEK293H细胞中高效、专一、快速地对一个未知蛋白进行标记。图片来源:J. Am. Chem. Soc.为了探究这个未知蛋白的身份,作者们将荧光试剂换成了带生物素的亲和试剂,从而对p70蛋白进行pull-down富集(图2A),并采用LC-MS/MS的方法进行表征。结果令人感到意外,这个p70蛋白并非作者们熟悉的激酶,而是液泡ATP酶的一个催化亚基(图2B)。为了进一步确认,研究人员通过免疫印迹试验仔细求证,再次确定了探针1的靶标便是液泡ATP酶催化亚基A(ATP6V1A)(图2C)。至此,作者们从一个激酶抑制剂的衍生物出发,原本期望对该系列抑制剂在活细胞中的特异性进行表征,却偶然发现该衍生物作用于一个液泡ATP酶的性质,这一波三折的发现历程不可谓不有趣。图2: p70蛋白被鉴定为液泡ATP酶的催化亚基A(ATP6V1A)。图片来源:J. Am. Chem. Soc.接下来作者们试图阐明化学探针1与ATP6V1A蛋白的作用机理。根据探针1的亲电性质及之前的研究成果,作者们猜想该作用存在于探针1的氯乙酰胺部分与蛋白质半胱氨酸上的巯基之间。为了验证该猜想,作者们分别将没有被埋在蛋白内部的五个半胱氨酸进行变异,结果发现只有在Csy138是探针1特异性修饰的位置(图3A-C)。Csy138存在于一个调节ATP酶复合物整体组装与分离的重要区域NHR,对该区域的另外几个序列保守的位置进行变异也会破坏探针1的抑制作用(图3D)。至此,在没有晶体结构的辅助下,作者们通过蛋白质定点变异的方法确定了化学探针1的大致作用机理。图3: 对ATP6V1A中与化学探针1相互作用的位点的识别。图片来源:J. Am. Chem. Soc.由于受凝胶成像的方法的灵敏度的限制,作者们并无法完全排除化学探针1不与其他低丰度的蛋白也有高效的相互作用。为了探索这个问题,Chao Zhang课题组与斯克里普斯研究所的Benjamin F. Cravatt课题组合作,绘制了该化合物的蛋白质活性作用谱(activity-based protein profiling, ABPP)(图3A-B),结果发现ATP6V1A的Cys138位点鹤立鸡群,验证了探针1的特异性。最后,手握如此高效的共价调节剂,研究人员随即与研究ATPase多年的哈佛医学院Dennis Brown课题组合作,展开对其应用的研究。展开对其应用的研究。在第一个应用里,作者们借助探针1,对多年前被发现但未知具体原理的一个液泡ATP酶抑制剂3-BP进行了机理研究,发现该抑制剂与探针1之间存在直接的竞争关系(图3C),间接阐明了该抑制剂同样作用于NHR区域。在另一个应用中,作者们借助pH荧光探针对化合物1和2在活细胞中作用产生的表型进行了研究[2],结果发现在液泡ATP酶被一个天然抑制剂bafilomycin抑制活性之后,化合物1的加入可以阻遏其活性的恢复,从而抑制了液泡内部的重新酸化。这个结果表明,化合物1提供了一项在活细胞中调节液泡ATP酶的活性的有力工具,而且由于已知其作用位点,这将有利于对ATP酶的活性机制的精确解析。图4: 喹唑啉衍生物1与2展现蛋白质组层面上的高选择性,揭示了液泡ATP酶抑制剂3-BP的作用机制,并在活细胞中抑制液泡的重新酸化。图片来源:J. Am. Chem. Soc.Y评:这个高效特异的共价调节剂的发现与表征无疑为液泡ATP酶的研究提供了有力的工具,我们也大可期待其应用于更多生物问题上的研究与解答。抛开这个探针对生物研究的价值不提,关于该探针的这项研究本身十分有趣,能启发灵感。Chao Zhang课题组向我们生动地展示了当实验结果出乎意料,并且将研究人员带入全新的陌生领域时,研究人员该如何应对的问题。停留在自己的熟悉领域,专心致力于属于该实验室的“正轨”的研究,或许有利于孜孜不倦地对一个问题进行钻研,并最终开花结果。但有时大胆踏出自己的舒适带,运用扎实的科学技能对未知领域进行探索,同时积极与其他领域的专家展开合作,协力把一个故事讲完整,也未尝不是柳暗花明又一村的一种选择。参考文献:1. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 10554-10560, DOI: 10.1021/jacs.6b054832. Sci. Rep., 2015, 5, 14827, DOI: 10.1038/srep14827原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):Covalent Modulators of the Vacuolar ATPase J. Am. Chem. Soc., 2016, DOI:10.1021/jacs.6b12511导师介绍Chao Zhanghttp://www.x-mol.com/university/faculty/1908(本文由YChemBio供稿)

日本科学家利用iPS细胞制作杀伤性T细胞

(图片来源于网络)基于人的诱导多能干细胞(iPS细胞),日本京都大学病毒与再生医学研究所的科研团队成功制作出可以杀伤癌细胞的免疫细胞——杀伤性T细胞,并宣称该方法可以在白血病治疗方面起到效果。与以往的治疗方法相比,制作出的高品质杀伤性T细胞使治疗效果进一步提高,有望在未来实用化。相关研究成果已于近期发表在美国医学学术期刊《癌症研究》(电子版)上。根据试管实验结果,基于此方法制作的“再生杀伤性T细胞”与普通杀伤性T细胞具有相同的癌细胞攻击能力,不会攻击体内的正常细胞,其治疗效果在使用老鼠进行的动物实验中得到确认。今后的研究方向是使用该技术,实现将来源于他人身体制作的iPS细胞作用于癌症患者,进行“异体移植”的应用。http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201701/t20170105_130134.htm

科学家首次确认7个寨卡病毒关键致病蛋白

(图片来源于网络)在过去一年,寨卡病毒成为病毒学研究领域的焦点。随着科学家对该病毒了解逐渐增多,知晓了其会导致小头症和格林-巴利综合征等一系列健康问题,但这种病毒是怎样对细胞造成损害的?哪些蛋白与之相关?至今尚未弄清。美国马里兰大学医学院研究人员在2日出版的《美国国家科学院院刊》上刊发论文称,他们首次确认了7个关键的寨卡病毒蛋白,这些蛋白或许就是造成寨卡病毒肆虐的罪魁祸首。下一步,研究人员将重点研究这7种蛋白对人体的影响。在这些蛋白中,有的可能更具损害性,有的可能需要在一起作用才会致病,这些问题都需要进一步展开研究。http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2017-01/04/content_359174.htm?div=-1

开发具有质谱标签转移功能的光交联探针用于活细胞研究蛋白-蛋白相互作用

蛋白-蛋白相互作用是支撑生命活动的重要基础,其相互作用网络十分复杂,在活体条件下开展研究极具挑战性。基因编码的光交联探针因具有高反应活性和高时空分辨率的特性,已经成为活细胞內研究蛋白-蛋白相互作用的有力工具。该技术通过基因编码非天然氨基酸将光活性基团定点引入蛋白质相互作用界面,并利用紫外光照射激活并捕捉“诱饵”蛋白。近年来,北京大学的陈鹏(点击查看介绍)研究组致力于开发基因编码的光交联探针用于活细胞蛋白-蛋白相互作用的研究。该研究组曾于2011年开发了第一代光交联探针DiZPK,并用其鉴定了极酸环境下大肠杆菌抗酸伴侣蛋白HdeA的“客户”蛋白(Nat. Chem. Biol, 2011, 7, 671)。然而,第一代光交联探针DiZPK下游处理步骤采用了传统的“亲和”纯化方法,从而不可避免的引入非特异性吸附蛋白和非直接相互作用的蛋白。另一方面,利用传统的光交联探针获得的交联肽段结构复杂,难以解析,从而丢失了蛋白质相互作用的界面信息。在接下来的研究中,陈鹏研究组于2014年开发了第二代,可切割的光交联探针DiZSeK (J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 11860)。该探针可以在交联后实现底物蛋白与诱饵蛋白的分离,排除了诱饵蛋白的干扰,在一定程度上降低了鉴定背景。但是DiZSeK仍无法解决交联肽段和交联位点的鉴定问题。近日,陈鹏研究组和北京大学王初(点击查看介绍)研究组合作,开发出了一种具有“质谱标签”转移功能的探针DiZHSeC,解决了交联位点鉴定的问题。该探针不仅可以实现交联后底物蛋白与诱饵蛋白的分离,还能同时在底物蛋白上原位产生一个特异的“质谱标签”。通过该“质谱标签”,研究者们可以很容易地在质谱结果中区分底物与非特异性吸附以及非直接相互作用的多肽片段。此外,通过“质谱标签”,研究者们可以使用常规的质谱分析软件对交联位点进行鉴定,从而获得蛋白质相互作用界面的信息。他们利用基于DiZHSeC设计的IMAPP技术对HdeA的“客户”蛋白进行了进一步鉴定,鉴定的假阳性率从原先的50%降低到了4%。紧接着,他们还利用IMAPP技术对 HdeA二聚化界面,以及HdeA与HdeA“客户”蛋白- DegP的相互作用界面进行了绘制。最后,他们还将该技术拓展至哺乳动物细胞中,研究了小G蛋白RhoA与其支架蛋白RTKN的相互作用,并鉴定了二者的作用界面。通过上述的应用展示,作者期望IMAPP技术可以被广泛应用于捕捉蛋白质相互作用网络以及绘制蛋白质相互作用界面。这一策略尤其适用于那些利用传统结构分析方法难以获得的相互作用界面,如固有或者条件无序蛋白,以及膜蛋白相互作用的界面。利用IMAPP技术鉴定活细胞内的蛋白-蛋白相互作用这一成果近期发表在《Nature Communications》上,文章的第一作者是陈鹏研究组的博士研究生杨熠。陈鹏和王初为本文的共同通讯作者。该论文作者为:Yi Yang, Haiping Song, Dan He, Shuai Zhang, Shizhong Dai, Shixian Lin, Rong Meng, Chu Wang, Peng R. Chen.原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):http://www.nature.com/articles/ncomms12299Genetically encoded protein photocrosslinker with a transferable mass spectrometry-identifiable label.Nat. Commun., 2016, 7, 12299, DOI: 10.1038/ncomms12299.导师介绍陈鹏教授http://www.x-mol.com/university/faculty/8704 http://www.chem.pku.edu.cn/index.php?id=366王初教授http://www.x-mol.com/university/faculty/8705 http://www.chem.pku.edu.cn/index.php?id=479

中美科学家人工合成心脏干细胞

(网络配图)英国《自然•通讯》杂志12月26日刊登以郑州大学第一附属医院唐俊楠博士和沈德良副教授为第一作者、张金盈教授和美国北卡罗莱纳州立大学程柯副教授为通讯作者的一篇论文:用聚合物合成出干细胞。研究人员用生物降解性和生物兼容性聚合物乳酸—羧基乙酸合成细胞模拟微粒(CMMP),再向微粒内加入天然心脏干细胞中提取的蛋白生长因子,用心脏干细胞的细胞膜将微粒包裹起来最终获得人造心脏干细胞。张金盈表示,CMMP成功研发意义重大,心血管疾病已成全世界患者死亡首因,目前药物和手术治疗效果有限。而合成干细胞拓宽了干细胞疗法的领域和方式,具有临床实用性。http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-12/28/content_358810.htm?div=-1

昆明动物所获得世界首只转基因树鼩

( A. 培养40代的树鼩精原干细胞系;B. 稳定表达绿色荧光蛋白(GFP)的树鼩精原干细胞;C. 基因修饰精原干细胞移植到受体睾丸中;D. 左边为表达GFP的转基因树鼩。 图片来源:中国科学院昆明动物研究所)12月23日,Cell Research期刊在线发表了中国科学院昆明动物研究所郑萍课题组、赵旭东课题组和姚永刚课题组共同完成的题为Long-term propagation of tree shrew spermatogonial stem cells in culture and successful generation of transgenic offspring的研究论文,该文报道了他们首次建立的树鼩精原干细胞体外培养体系,并利用体外培养的树鼩精原干细胞成功获得世界首只转基因树鼩,实现了树鼩基因修饰技术的重大突破。该工作解决了树鼩研究中缺乏基因操作技术的瓶颈难题,为树鼩作为新型实验动物的广泛应用打下良好基础。http://www.kiz.ac.cn/xwzx/kydt/201612/t20161226_4727671.html

《美国化学会志》发表章晓联团队结核疫苗研究重大成果

近期,著名期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society,影响因子:13.038,SCI一区)在线发表了武汉大学基础医学院、医学研究院和病毒学国家重点实验室的章晓联(点击查看介绍)课题组的结核疫苗研究成果,武汉大学为第一署名单位。结核病是目前威胁人类生命健康的三大传染性疾病之一。该病由结核分枝杆菌(也称结核菌,Mycobacterium Tuberculosis,M. tb)感染引起。我国是结核病大国,结核病患者基数大。当前唯一获准用于预防结核病并广泛使用的疫苗是卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin, BCG),尽管BCG安全、稳定且成本低,在新生儿期接种效果最佳;但BCG对免疫系统发育健全的成年人几乎没有保护作用。在国家重大传染病专项资助下,章晓联课题组首次研发和报道了新型核酸小分子增强剂,它可显著特异性提高卡介苗-BCG免疫原性,经小鼠和恒河猴感染模型证明,其能增强宿主对结核菌感染的抵抗力和保护力。结核免疫苗BCG卡介苗与新型佐剂BM2联合后刺激增强巨噬细胞的机制示意图章晓联课题组通过高通量小分子随机文库,从中筛选出了能特异性结合BCG表面ManLAM的单链DNA适配体。该单链DNA适配体能阻断BCG ManLAM与巨噬细胞表面抑制性受体的结合,同时促进ManLAM与活化性受体的结合,进而增强BCG刺激下巨噬细胞M1型的极化和Th1、Th17细胞活化,从而增强细胞对结核菌感染的抵抗力。将该单链DNA适配体与BCG联合免疫小鼠和猴,能有效地增强小鼠和猴对结核菌感染的免疫力和保护作用。结核免疫苗BCG卡介苗与新型佐剂BM2联合后增强抑制毒性结核杆菌在小鼠和恒河猴攻毒实验的作用效果图此项研究为增强结核疫苗-BCG的免疫效果提供了一条极具前景的新途径和方法。章晓联教授为该文章的唯一通讯作者,孙晓明、潘勤为论文共同第一作者。该论文作者为:Xiaoming Sun, Qin Pan, Chunhui Yuan, Qilong Wang, Xiao-Lei Tang, Kan Ding, Xiang Zhou, and Xiao-Lian Zhang*原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b05357A single ssDNA aptamer binding to Mannose-capped lipoarabinomannan of Bacillus Calmette–Guérin enhances immunoprotective effect against TuberculosisJ. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 11680-11689, DOI: 10.1021/jacs.6b05357‍‍导师介绍章晓联教授http://www.x-mol.com/university/faculty/31100‍‍X-MOL医药领域学术讨论QQ群(450658255)

Nature子刊:一孕傻三年?你才傻呢!

很多女性都抱怨自己怀孕后会出现记忆力衰退,容易丢三落四,而民间也素有“一孕傻三年”之说。不过,这些说法并没有严格的科学证明。近日,荷兰莱顿大学神经学家Elseline Hoekzema等人对初次怀孕并生育的妈妈们进行了一次大胆的研究,并且有了一个令人吃惊的发现:这对于这些女性而言,怀孕使她们的脑结构发生了显著变化,且该效应至少会持续两年。说得更具体些:研究人员发现,怀孕期间她们大脑中某些区域(处理及回应社交信号)的灰质面积有所缩减,有趣的是,这部分区域与妈妈们生产后响应自己宝宝需求的区域几乎重合。它意味着,通过脑结构的这种变化,初为人母者脑相关区域或能更高效地运作,以更好地回应宝宝的需求并及时察觉到周围环境中的威胁因素。本项研究成果发表在Nature Neuroscience上。图片来自网络“大家千万别产生这样一种可怕的印象,即怀孕会让你失去一部分脑子,”Hoekzema说,“实际上,我们的研究表明,此期间灰质的量有所下降或许是一件好事。”毋庸讳言,孕期是一个奇妙的过程,无论是在生理上还是心理上。诸如激素水平、对营养物质的吸收等都会发生巨大的变化。在日常生活中,你会经常听到很多孕妇吐槽说会变得很健忘、注意力很难集中。尽管此前在动物身上已经开展过一些试验,表明怀孕的动物脑部结构会发生变化且持续时间很长——伴之以行为的变化,如怀孕的啮齿类动物觅食的能力会显著增强——不过,以人脑为观测对象开展深入研究,此前几乎没有先例。Hoekzema等人希望改变这种局面。在西班牙巴塞罗那大学相关机构的协助下,研究人员使用磁共振成像技术对25名妇女的脑部进行了扫描——扫描时间很有讲究,先是在她们怀孕前,然后是在其生完孩子3周到几个月后。研究人员还对19名初为人父者、17名没有孩子的男性和20名研究期间未怀孕且没有孩子的女性的脑部进行了扫描,来排除其他影响因素。完成这些以后,研究人员开始利用计算机对所有这些人脑部的灰质进行分析。图片来源:Nat. Neurosci.研究结果显示,只有那些初为人母者才会出现灰质减少的现象,无论是自然受孕还是体外受精而怀孕都是如此。这种变化主要发生在大脑涉及社交任务(如通过他人的面部表情或行为判断其意图)的区域。此外,主要负责记忆的海马体也会产生类似的变化。研究人员还有一个大发现,即通过孕妇灰质量的变化状况,可以在一定程度上预测母亲对其宝贝的依恋程度。研究人员还让母亲们看一组宝宝的照片——既有自己的宝宝,也有其他宝宝——然后他们利用磁共振成像扫描实时监测了她们的脑部状态。结果研究人员发现,与看到其他宝宝相比,在看到自家宝宝的照片时,宝妈们出现灰质减少的区域神经尤为活跃。两年以后,这25位母亲中有11位又回来做了磁共振成像扫描——她们并没有再次受孕。扫描结果显示,这些失去的灰质并没有补回来——海马体除外,这儿倒是大体上恢复了。事实上,通过对一名女性做磁共振成像扫描,再利用计算机进行分析,可以百分之百地判定她是否怀孕过。本项研究成果到底意味着什么,研究人员自己也说不好,毕竟人不是实验动物,不能随便拿来折腾一番以探个究竟——不过他们认为失去一些灰质或许有一些选择上的优势。Hoekzema特别提醒大家,人在青春期时也会出现类似的失去部分灰质的现象,这会使得其神经系统运作得更为高效,并特化某些能力。鉴于该研究不仅揭示出孕妇的脑部结构会发生变化,还表明这种效应至少会持续两年,加拿大麦克马斯特大学大学进化心理学家Mel Rutherford特别说道:“这项研究为人们打开了一扇门,认识到孕育期间发生的变化会对人此后做决策或其他行为产生影响。”来看看神经学家Abbe Macbeth(她本人也是两个孩子的母亲)又是怎么说的,“人们常说‘一孕傻三年’,但实际上这只发生在与养育后代无关的部分,或许这恰恰是大自然刻意埋下的伏笔,让为人母者能集中精力照顾好孩子,本项研究就是一个不错的证明。”所以,准妈妈们,如果再有人提‘一孕傻三年’,你大可直接回应“你才傻呢!”图片来源:bilibili.com原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4458.htmlPregnancy leads to long-lasting changes in human brain structureNat. Neurosci., 2016, DOI: 10.1038/nn.4458本文编译自:http://www.sciencemag.org/news/2016/12/pregnancy-can-resculpt-women-s-brains-2-years

两种新型CRISPR/Cas基因编辑系统问世

CRISPR被称为“生物科学领域的游戏规则改变者”,现已发展成为该领域最炙手可热的研究工具之一。美国加州大学伯克利分校研究人员吉利安•本菲尔德等人分析了上万新改造的基因组(这些基因组来自在地下水、土壤、婴儿肠道和其他各种环境中发现的微生物群落),结果发现了两种新型CRISPR/Cas系统,他们将其分别称为CRISPR/CasX和CRISPR/CasY。随后,这两种系统在CRISPR/Cas9系统的发现者之一詹妮弗•杜德纳的实验室接受了检测,其活性得到证实。新型CRISPR/Cas系统将作为一种基因组编辑工具,被研究人员广泛用于精准添加、删除或修改DNA片段。http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-12/23/content_358196.htm?div=-1

人类干细胞培育出3D微型大脑

(网络配图)据最新一期美国《细胞》杂志报道,美国科学家借助人类干细胞培育出一个3D“微型大脑”,并发现其在结构和功能上比目前广泛使用的2D模型更为接近真正的大脑。新模型将有助于科学家更好地理解大脑发育,以及阿尔茨海默病或精神分裂症等神经系统疾病。美国索尔克研究所基因分析实验室主任约瑟夫•埃克教授表示,将人脑细胞培育为微型3D器官是一项重大突破。有了在结构上最为接近实际大脑的模型,科学家就能通过观察其遗传和表观遗传特征来寻求其最为接近实际大脑的功能。http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-12/22/content_358154.htm?div=-1

施一公研究组在《科学》发文报道酵母剪接体三维结构

(C* complex三维结构示意图 图片来源:Science)2016年12月16日,清华大学施一公教授研究组于《科学》(Science)杂志就剪接体的结构与机理研究再发长文,题为《酵母剪接体处于第二步催化激活状态下的结构》(“Structure of a Yeast Step II Catalytically Activated Spliceosome”),报道了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)剪接体在即将开始第二步剪接反应前的工作状态下的三维结构,阐明了剪接体在第一步剪接反应完成后通过构象变化起始第二步反应的激活机制,从而进一步揭示了前体信使RNA剪接反应的分子机理。2015年8月至今,施一公教授研究组共报道了剪接反应中5个关键状态剪接体复合物的高分辨率结构,这5个高分辨率结构所代表的剪接体状态,基本覆盖了整个剪接通路中关键的催化步骤,提供了迄今为止最为清晰的剪接体不同工作状态下的结构信息,大大推动了RNA剪接研究领域的发展。http://science.sciencemag.org/content/early/2016/12/14/science.aak9979http://www.icsb.tsinghua.edu.cn/info/xwsj_xwzx/1708

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