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Science 等一周论文导读(下) | 2017年2月第3期

科研圈  · 公众号  · 科研  · 2017-02-26 17:20

正文

审校:史静雯 赵维杰


微生物学

Microbiology


Treadmilling by FtsZ filaments drives peptidoglycan synthesis and bacterial cell division

FtsZ纤维的脚踏车式运动驱动肽聚糖的合成和细菌细胞分裂

Alexandre W. Bisson-Filho, Yen-Pang Hsu, Georgia R. Squyres…Yves V. Brun, Ethan C. Garner

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/739


图片来源:sciencemag


(导读 赵维杰)  本研究通过单分子成像等技术确认,在细菌细胞分裂过程中,FtsZ蛋白纤维可以将肽聚糖合成酶招募至分裂环处。在FtsZ纤维脚踏车式圆周运动的驱动下,分裂环缩紧、细胞分裂与肽聚糖合成酶合成新细胞壁的过程同时发生。


 Abstract 


GTPase activity–coupled treadmilling of the bacterial tubulin FtsZ organizes septal cell wall synthesis

GTP酶活性伴随的微管蛋白FtsZ脚踏车式运动组织了细菌分裂过程中中隔细胞壁的合成

Xinxing Yang, Zhixin Lyu, Amanda Miguel, Ryan McQuillen, Kerwyn Casey Huang(斯坦福), Jie Xiao(肖杰,约翰霍普金斯大学)

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/744


图片来源:sciencemag


(导读 赵维杰)  本研究发现在大肠杆菌分裂过程中,微管蛋白FtsZ在分裂环上的脚踏车式运动(指由蛋白定向解聚和多聚驱动的定向运动)是由其GTP酶活性驱动的,这一运动带动肽聚糖合成酶合成新生细胞壁,并在细菌分裂的正确空间极性组织中扮演重要角色。


 Abstract 


发育生物学

Developmental Biology


Identity and dynamics of mammary stem cells during branching morphogenesis

乳腺干细胞在分枝形态发生过程中的特征与动力学行为

Colinda L. G. J. Scheele, Edouard Hannezo, Mauro J. Muraro…Benjamin D. Simons & Jacco van Rheenen

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21046.html


发育期乳腺导管生长动力学模型(Scheele et al., 2017)


(导读 韩宇)  本研究发现,青春期小鼠的乳腺会由乳腺干细胞(MaSC)驱动,通过终末芽末端随机且不同时地以近等概率终止或分叉,而完成乳腺管分支网络的形态发育。在此过程中,MaSC分叉与否的行为选择不直接由单个细胞的表达谱决定,而是由MaSC谱系基因表达谱的长期异质性潜力所决定的。


 Abstract 


神经生物学

Neuroscience


C. elegans neurons jettison protein aggregates and mitochondria under neurotoxic stress

秀丽隐杆线虫神经元在神经毒性胁迫下抛弃聚集蛋白和线粒体

Ilija Melentijevic, Marton L. Toth, Meghan L. Arnold…David H. Hall & Monica Driscoll

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21362.html


秀丽隐杆线虫接触神经元可以排出胞质内容物。(Melentijevic, et al. 2017)


(导读 韩宇)  神经元将大量细胞资源用以清除胞内有害物质。本研究发现了秀丽隐杆线虫成年神经元排出的包含聚集蛋白和细胞器的大型膜泡(约4微米),称为exopher,被认为是一种在蛋白质稳态和细胞器功能受到挑战时去除细胞神经毒性成分的潜在反应。


 Abstract 


生物医学

Biomedical Science


Lipid transport by TMEM24 at ER–plasma membrane contacts regulates pulsatile insulin secretion

内质网-质膜接触处由TMEM24执行的脂质转运调节胰岛素脉冲样分泌

Joshua A. Lees, Mirko Messa, Elizabeth Wen Sun…Pietro De Camilli, Karin M. Reinisch

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/eaah6171


TMEM24在内质网-质膜接触处的活性周期(Lees. et al. 2017)


(导读 韩宇)二型糖尿病患者β细胞中与钙离子信号同步的胰岛素释放受阻。本文发现钙离子信号可以调控脂质转运蛋白TMEM24的磷酸化状态,使结合PI(4,5)P2脂分子的TMEM24在内质网和质膜间变换构象,从而保证膜系统中PI(4,5)P2的更新和钙离子信号的正常启动以及胰岛素的同步释放。


 Abstract 


Host cell attachment elicits posttranscriptional regulation in infecting enteropathogenic bacteria

肠致病性细菌感染中宿主细胞附着所引发的转录后调节

Naama Katsowich, Netanel Elbaz, Ritesh Ranjan Pal, Erez Mills, Simi Kobi, Tamar Kahan, Ilan Rosenshine

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/735


图片来源:http://science.sciencemag.org/


(导读 郭思瑶)  致病性大肠杆菌利用III型分泌系统将效应蛋白注入肠上皮细胞。研究人员发现III型分泌系统还可以帮助细菌感应宿主细胞的存在并引发细菌内的基因转录后体系重构。效应蛋白的分子伴侣CesT与转录后调控蛋白CsrA之间的拮抗作用可能在这一重构过程中扮演重要角色。


 Abstract 


Regeneration of fat cells from myofibroblasts during wound healing

创伤愈合过程中肌成纤维细胞再生为脂肪细胞

Maksim V. Plikus, Christian F. Guerrero-Juarez, Mayumi Ito…Mitchell A. Lazar, George Cotsarelis

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/748


创伤处肌成纤维细胞由BMP-ZFP423信号通路重编程为脂肪细胞(sciencemag)


(导读 榴莲君)  在成人和小鼠的创伤愈合过程中,通常会形成缺乏毛囊和脂肪细胞的疤痕。最近科学家发现,创伤处再生的毛囊通过激活BMP-ZFP423信号通路将肌成纤维细胞重编程为脂肪细胞帮助伤口愈合而不会形成疤痕。这些发现为临床上治疗疤痕及衰老提供理论基础。


 Abstract 


Early brain development in infants at high risk for autism spectrum disorder

婴儿期大脑过度发育提示有较高风险患有自闭症

Heather Cody Hazlett, Hongbin Gu, Brent C. Munsell…Joseph Piven & The IBIS Network

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21369.html


(导读 董堃)  脑扩张早就在自闭症患者身上观测到,但机制不明。本文通过深度学习模型成功发现,6-12个月时皮质表面积的扩张可以准确预测高危儿童自闭症病情的诊断(阳性率达81%),并表明在类自闭行为出现的初期大脑就已经发生了改变。此法为自闭症的早期诊断提供了新思路。


 Abstract 


EPRS is a critical mTORC1–S6K1 effector that influences adiposity in mice

EPRS是mTORC1–S6K1信号通路中影响小鼠肥胖的关键效应分子

Abul Arif, Fulvia Terenzi, Alka A. Potdar…George Thomas & Paul L. Fox

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21380.html


(导读 卓思琪)  mTORC1–S6K1与哺乳动物的肥胖和衰老有关,但已知的效应分子并不能完全解释其功能缺失的表型,暗示了存在其他的下游效应分子。本文报道了谷氨酰脯氨酰 tRNA 合成酶(EPRS)是该通路参与肥胖和衰老的效应分子。在脂肪细胞中,被mTORC1-S6K1磷酸化的EPRS结合脂肪酸转移蛋白FATP1,影响了细胞代谢和体重。


 Abstract 


Synthetic vulnerabilities of mesenchymal subpopulations in pancreatic cancer

胰腺癌间质亚群的合成易感性

Giannicola Genovese, Alessandro Carugo, James Tepper…Giulio F. Draetta & Lynda Chin

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21064.html


(导读 韩宇)  本研究在胰管腺癌(PDAC)条件致癌基因Kras小鼠模型上确定了癌细胞可塑性的分子和细胞机理。其中Kras非依赖型细胞群体的转录和功能分析揭示了Smarcb1-Myc网络驱动的间质细胞重编程,同时也使其对蛋白合成稳态的药物和基因干预易感,为PDAC的提供了潜在的治疗策略。


 Abstract 


Vitamin B3 modulates mitochondrial vulnerability and prevents glaucoma in aged mice

维生素B3能够调节线粒体的易损性和预防老龄小鼠青光眼疾病的发生

Pete A. Williams, Jeffrey M. Harder, Nicole E. Foxworth…Oliver Smithies, Simon W. M. John

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/756


(导读 榴莲君)  研究表明线粒体异常是青光眼的早期病因,而视网膜中NAD+水平随年龄的下降会导致视网膜神经元更加易损。在饮食中补充NAD+的前体维生素B3或Nmnat1基因治疗保持线粒体功能正常和代谢稳定能够有效地预防青光眼。


 Abstract 


结构生物学

Structural Biology


Cryo-EM structure of a human spliceosome activated for step 2 of splicing

剪接第二步中活化人剪接体的冷冻电镜结构

Karl Bertram, Dmitry E. Agafonov, Wen-Ti Liu…Holger Stark & Reinhard Lührmann

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21079.html


图片来源:nature


(导读 赵维杰)  在剪接第二步进行前,RNA解旋酶PRP16会与剪接体结合形成C*复合物,本研究解析了人C*复合物的冷冻电镜结构,并在与酵母C复合物(未结合PRP16的剪接体)的结构对比中揭示了PRP16所引发的一系列剪接体结构改变。


 Abstract 


Structure of a spliceosome remodelled for exon ligation

外显子连接预备阶段的剪接体结构

Sebastian M. Fica, Chris Oubridge, Wojciech P. Galej…Andrew J. Newman & Kiyoshi Nagai

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21078.html


图片来源:nature


(导读 赵维杰)  剪接体经过RNA分支和外显子连接两个阶段完成前体mRNA的内含子切除。本研究解析了处于被ATP酶PRP16结合介导重塑、但尚未进行第二步外显子连接过程的酿酒酵母剪接体C*复合物冷冻电镜结构,并将其与上一步的C复合物进行了对比。


 Abstract 


MFN1 structures reveal nucleotide-triggered dimerization critical for mitochondrial fusion

Mfn1结构显示核苷酸引发的二聚化在线粒体融合过程中至关重要

Yu-Lu Cao, Shuxia Meng, Yang Chen…David C. Chan & Song Gao(高嵩,中山大学)

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7641/full/nature21077.html#author-information


图片来源:nature


(导读 赵维杰)  线粒体融合蛋白(Mfn)位于线粒体外膜,其寡聚形式的改变在线粒体间融合过程中扮演重要角色。本研究解析了具有GTP酶活性的重组人Mfn1蛋白结构,构建出由GTP水解驱动Mfn1寡聚形式改变、进而完成线粒体融合的分子结构模型。


 Abstract 


生物技术

Biotechnology


DNA damage is a pervasive cause of sequencing errors, directly confounding variant identification

DNA损伤是测序错误的普遍原因,可直接混淆对变异体鉴定

Lixin Chen, Pingfang Liu, Thomas C. Evans Jr., Laurence M. Ettwiller

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/752


图片来源:http://science.sciencemag.org/


(导读 郭思瑶)  细胞特异性的基因变异体可影响细胞表型与病理。研究人员发现大部分变异体的错误鉴定是由于基因突变损伤,其发生频率为1-5%。并且这种损伤特征广泛存在于如今测序所使用的数据库中,这直接混淆了体细胞变异体的鉴定。


 Abstract 




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▽ 论文导读

· Science 等一周论文导读(上)| 2017年2月第2期

· Science 等一周论文导读(下)| 2017年2月第2期


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