2019年8月2日Science期刊精華
2019年8月16日訊/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年8月2日）發布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。
圖片來自Science期刊
1. Science：癌癥無法終結？新研究帶來新的見解
doi:10.1126/science.aau9923;
doi:10.1126/science.aay2859
如果能從癌癥中找到什么安慰的話，那就是這種毀滅性的疾病會隨著患者的死亡而消亡。至少長期以來人們是這么認為的。然而，在一項新的研究中，來自英國、澳大利亞、美國、蘇里南、印度、智利、巴拿馬、格林納達、肯尼亞、伯利茲、巴西、南非、墨西哥、尼加 拉瓜、尼日利亞、希臘、薩摩亞、俄羅斯、委內瑞拉、葡萄牙、烏克蘭、塞內加爾、荷蘭、亞美尼亞、烏拉圭、法國、意大利、厄瓜多爾、岡比亞、烏干達、哥倫比亞、奧地利、巴基斯坦、羅馬尼亞、土耳其、巴拉圭和馬拉維的研究人員發現了一些可傳播的癌癥，可從 一個宿主傳播到另一個宿主。事實上，一種稱為犬傳染性性病瘤（canine transmissible venereal tumor, CTVT）的傳染性癌癥已成功地在狗身上持續存在了數千年。相關研究結果發表在2019年8月2日的Science期刊上，論文標題為“Somatic evolution and global expansion of an ancient transmissible cancer lineage”。
在一篇發表在同期Science期刊上的標題為“Cancer cell evolution through the ages”的評論性文章中，Carlo Maley和Darryl Shibata描述了這種性傳播疾病的動態變化。這種疾病起源于一種生活在8500年前的古老動物。
有趣的是，對CTVT的中長期多代癌癥進化的探索可能會對人類癌癥在典型的疾病過程中如何進化提供新的線索，并且可能啟發治療癌癥的新方法，這是因為它仍然是全球第二大死亡原因。
Maley說，“癌癥在進化，我們控制癌癥的策略需要考慮到這一點。在未來，我們希望保持對這些不斷進化的腫瘤的長期控制。CTVT是非常吸引人的，這是因為它向我們展示了癌癥如何在長期內進化。”
2. Science：重磅！三維打印人類心臟不再是遙遠的夢
doi:10.1126/science.aav9051;
doi:10.1126/science.aay0478
在一項新的研究中，來自美國卡內基梅隆大學的研究人員詳細介紹了一種新技術，它允許任何人利用人體中一種稱為膠原蛋白的主要結構蛋白對組織支架進行三維生物打印（3-D bioprinting）。這種首創的方法使得組織工程領域更接近于能夠三維打印全尺寸的成人心臟 。相關研究結果發表在2019年8月2日的Science期刊上，論文標題為“3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart”。
這種稱為懸浮水凝膠自由可逆嵌入（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels, FRESH）的技術允許這些研究人員克服與現有三維生物打印方法相關的許多挑戰，并使用柔軟的生物材料實現前所未有的分辨率和保真度。
人體中的每個器官，比如心臟，是由稱為細胞外基質（ECM）的生物支架保持在一起的特化細胞構建而成的。這種ECM蛋白網絡提供了細胞執行它們的正常功能所需的結構和生化信號。然而，在此之前，人們還不可能使用傳統的生物制造方法重建這種復雜的ECM結構。
論文通訊作者、卡內基梅隆大學生物醫學工程教授、材料科學與工程教授Adam Feinberg說道，“我們所展示的是我們能夠利用細胞和膠原蛋白打印出心臟的多個真正發揮作用的部分，比如心臟瓣膜，或較小的能夠搏動的心室。通過使用人類心臟的MRI數據，我們能夠準 確地重建患者特有的解剖結構，并且利用膠原蛋白和人心臟細胞進行三維生物打印。”
3.Science：新型呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗可引起強烈的免疫反應
doi:1126/science.aav9033
呼吸道合胞病毒(RSV)是導致嬰兒感染疾病死亡的主要原因之一，一種針對這種病毒的實驗性疫苗在人類臨床試驗的第一階段就顯示出了早期的希望。包括德克薩斯大學奧斯汀分校的Jason McLellan在內的一組研究人員近日在《Science》雜志上發表報告說，他們的一種 候選疫苗引起了持續數月的RSV中和抗體的大量增加。
美國國家過敏和傳染病研究所疫苗研究中心(VRC)的Barney Graham和Peter Kwong以及曾在VRC擔任博士后研究員、現為德克薩斯大學奧斯汀分校(UT Austin)副教授的McLellan，率先開發了候選疫苗DS-Cav1。?
50多年來，科學家們一直在嘗試用傳統方法制造RSV疫苗，但迄今為止，沒有一種方法奏效。相反，McLellan和他的同事采用了一種新的方法，稱為基于結構的疫苗設計。他們首先使用一種叫做x射線晶體學的技術來確定第一個形狀的F蛋白的原子水平結構。接下來，他們 重新設計了F蛋白，去掉了它的變形能力，把它鎖定在能產生最好抗體的形狀上。2013年，他們在小鼠和非人類靈長類動物身上測試了幾種疫苗。這些蛋白變異引起了高水平的中和抗體，并保護動物免受RSV感染。
這些候選疫苗中最有希望的是DS-Cav1，它被選中用于臨床評估，隨后由VRC生產。《Science》雜志的這份報告是對首批40名健康成年志愿者的數據進行的中期分析。2017年，美國國立衛生研究院臨床中心(National Institutes of Health Clinical Center)開始了這項 試驗。研究人員發現，與人早年接觸RSV自然產生的抗體數量相比，這種候選疫苗可使RSV中和抗體的數量增加10倍以上。
結果是有希望的，但McLellan還是很謹慎。他說："第一階段的問題是：它安全嗎？它會引發我們希望看到的抗體類型和反應嗎？它還需要經過第二階段和第三階段的研究，看看療效，比如，它是降低了疾病的嚴重程度，還是減少了住院治療？"
4.兩篇Science從結構上揭示Cdc48解折疊蛋白底物機制
doi:10.1126/science.aax1033;
doi:10.1126/science.aax0486
泛素標記的蛋白會被蛋白酶體降解。然而，許多蛋白底物不能被直接降解，這是因為它們折疊良好或位于細胞膜或多聚體復合物中。這些蛋白首先被Cdc48腺苷三磷酸酶（ATP酶）解折疊，其中Cdc48形成一種六聚體組裝物，可將將多肽從它的中心孔中拉出。Twomey等人在 底物處理的起始階段確定了Cdc48的結構。令人吃驚的是，與底物連接在一起的多聚泛素鏈（polyubiquitin chain）中的泛素分子可以簡單地通過與Cdc48復合物結合而被解折疊。這種解折疊的泛素分子的一部分插入到Cdc48腺苷三磷酸酶的環狀結構中，并引發底物解折 疊。這解釋了為何Cdc48能夠處理各種各樣的底物，甚至是發生折疊的底物。Cooney等人報道了Cdc48與真實的底物形成的復合物的低溫電鏡結構。與先前報道的Cdc48結構相反的是，不對稱的螺旋組裝物包裹在延伸的底物多肽周圍。因此，Cdc48使用了一種手牽手的易位 機制，這就表明AAA+ ATP酶對蛋白底物進行解折疊存在一種常見機制。
5.Science：生來就是野生種的實驗室小鼠具有天然的微生物群，并能模擬人類的免疫反應
doi:10.1126/science.aaw4361;
doi:10.1126/science.aay2864
近交系實驗小鼠在基礎免疫學和轉化免疫學研究中有著廣泛的應用。然而，在實驗室環境中無法復制在野生型小鼠中發現的常駐微生物的共生關系和致病關系。這極大地扭曲了免疫系統發育和發揮功能的方式，導致對我們自身的免疫系統工作原理的錯誤假設。Rosshart 等人通過將實驗室小鼠品系的胚胎植入野生小鼠體內，繞過了這一難題。由此產生的“野生種（wildlings）”的系統性免疫表型以及細菌、病毒和真菌的微生物群落與野生型小鼠更接近。在兩項臨床前實驗中，所產生的野生種小鼠能夠準確地預測表型相一致的患者對藥 物治療的反應，而實驗室小鼠未能做到這一點。
6.Science：揭示硅藻光系統II中的色素-蛋白網絡
doi:10.1126/science.aax4406;
doi:10.1126/science.aay3036
光合生物使用大量的色素將光能吸收到光系統II的核心。這些色素的排列影響到達反應中心的能量。Pi等人解析出硅藻中的光系統II與巖藻黃質-葉綠素a/c結合蛋白（fucoxanthin–chlorophyll a/c binding protein, FCP）天線形成復合物時的結構。在這種復合物中的 特殊色素允許微藻在廣泛的可見光譜范圍內收集光線。FCP以與植物中的捕光復合物類似的模式排列。
7.Science：流體動力學在囊胚腔形成起關鍵作用
doi:10.1126/science.aaw7709;
doi:10.1126/science.aay2860
在哺乳動物發育的早期，充滿液體的腔---囊胚腔（blastocoel）---的形成和定位限定了胚胎對稱的第一軸。Dumortier等人描述了囊胚腔如何從細胞-細胞接觸的水力壓裂形成數百個微米大小的水袋，這些水袋然后形成單個大腔。這些作者從機械和分子角度描述囊胚腔 形成過程，并且能夠通過實驗操縱哺乳動物胚胎的第一對稱軸。因此，流體動力學在胚胎中起關鍵作用，并且可能在其他生物腔的形成中起類似作用。?
8.Science：揭示魚類對捕撈壓力的平行表型進化
doi:10.1126/science.aaw7271;
doi:10.1126/science.aay3158
魚類群體對捕撈壓力反應迅速。在幾代中就會發生明顯的表型變化---通常是較小的體型，這事因為較大的魚通常會被捕撈。Therkildsen等人研究了野生魚類祖先譜系，發現多基因機制是這種快速進化能力的基礎。表型變化以兩種方式發生：首先，數百個與自然環境下 生長變異相關的非連鎖基因發生多次較小的平行變化，其次，大量連鎖基因發生轉移，從而導致某些位點出現較大的等位基因頻率變化。
9.Science：揭示植物合成水楊酸機制
doi:10.1126/science.aaw1720
植物激素水楊酸（salicylic acid）有助于植物對生物應激和物理應激作出反應。Rekhter等人鑒定了應對病原體的水楊酸生物合成途徑。首先，前體分子異分支酸（isochorismic acid）在葉綠體中形成，隨后將它轉運到細胞質中。在那里，酶促產生的異分支酸-9-谷氨 酸自發分解，從而釋放水楊酸和副產物。這些結果闡明了合成這種重要的植物免疫調節因子所涉及機制的關鍵步驟。（生物谷 Bioon.com）
