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11月盘点生物研究刷新原有发现,带来新成 [复制链接]

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皮肤细胞中的“它”

可能是潜在的感痛器

有机体生存的一个基本前提是能够发现并对外界的刺激作出反应。其中,有害刺激直接激活皮肤疼痛性感觉神经末梢。瑞典卡罗莱纳研究所的研究团队发现“它”——施旺细胞(Schwanncells)——可能是潜在的痛觉感受器,刷新了人们对疼痛感受器的认知。相关研究结果发表在国际期刊《科学》(Science)上。

施旺细胞主要分布在周围神经系统中神经元的突起周围,细胞边界不清,它形成髓鞘以将周边神经系统的神经元所伸出的轴突进行绝缘包覆,髓鞘不会包覆整个轴突,施旺细胞间会留有间隙,被称之为郎飞氏结,以跳跃式传导的方式使得神经讯号的传导速度得以加快。

研究人员对小鼠的施旺细胞进行光刺激,随后对小鼠的神经活动和应激行为进行了检测。结果显示,在被测试的小鼠中均可以检测到神经冲动,且随着光脉冲长度的增加,小鼠神经纤维的活动性增加。此外,小鼠先是惊慌失措,如爪子颤动、毛发竖起;随即表现出舔爪子等缓解疼痛的行为。以上研究虽然仅在小鼠上初步证实这些施旺细胞与无髓鞘的痛觉神经密切相关,向神经传递刺激信息,但是它为后续提供了一个之前未知的感痛器,并为揭示感觉通路的复杂机制提供了新的研究依据。

亨廷顿病栽给了

“小分子胶水”

亨廷顿病(或称亨廷顿舞蹈症)临床表现为舞蹈样动作、智能、精神障碍等症状。致病基因Huntington产生突变型亨廷顿蛋白质mHTT(Mutanthuntingtinprotein)并在细胞内聚集,影响神经细胞的功能。目前对mHTT的生化活性尚未明确,依靠药物阻断或者是蛋白质降解技术并不一定适用。

复旦大学的研究人员报道了一种自创的降解mHTT的方法:通过多学科结合方法,发现了“小分子胶水”——ATTEC(AutophagosomeTetheringCompounds)小分子化合物。它可以特异性结合自噬关键蛋白LC3及致病蛋白质mHTT而不影响野生型的亨廷顿蛋白质。LC3发生脂化并形成双膜结构,包裹细胞内的mHTT以及其他降解产物并形成自噬小体。自噬小体与溶酶体融合,降解内部包裹的物质。相关研究结果发表在国际期刊《自然》(Nature)上。

该研究基于化合物芯片和前沿光学方法的筛选,巧妙地筛选出了能够特异结合mHTT的小分子化合物,并揭示了这种结合是因为其可选择性地结合mHTT所特有的过长谷氨酰胺重复(polyQ)区域。研究人员希望,“小分子胶水”不仅仅在亨廷顿病的治疗上突显优势,还希望应用于其他无法靶向的致病蛋白导致的相关疾病,最终开发为针对致病蛋白质和致病物质的创新药。

“它”才是影响

“成孔毒素”aerolysin的关键

嗜水气单胞菌气溶素(aerolysin)可被证实可用于“感知”生物分子,但其结构与功能关系的研究少之甚少。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)研究人员报道了aerolysin的结构是如何影响其功能的研究。研究人员通过计算机模拟aerolysin的结构,借助模型解析了不同氨基酸分子是如何影响aerolysin的功能。结果显示,影响其功能的关键因素是aerolysin的帽状结构,该区域的静电力可以吸引并束缚靶标分子。研究人员介绍,一旦了解aerolysin的结构与功能联系的纽带,就可以设计出用于传感应用的各种定制孔状结构。这将为DNA测序、蛋白质测序及其翻译后修饰的生物分子的检测开辟新的机会。相关研究结果发表在国际期刊《自然通讯》(NatureCommunications)上。

革兰氏阴性病原体的

对抗杀手来了

目前革兰氏阴性病原体具有高度限制性的渗透屏障,限制了大多数化合物的渗透。开发对抗革兰氏阴性病原体的新型抗生素十分必要。美国东北大学生物系抗菌药物发现中心的研究团队报道了一种新的抗生素——darobactin。它是从Photorhabdus分离株的筛选物中获得,是由一个沉默的操纵子编码的,由核糖体合成。darobactin的结构不同寻常,其中,有两个稠环是在翻译后形成。该研究表明,darobactin在体外和动物感染模型中对重要的革兰氏阴性病原体都有抵抗活性;darobactin可以对革兰氏阴性细菌外膜蛋白的折叠起重要作用的BamA蛋白具有很好地靶向作用。相关研究结果发表在国际期刊《自然》(Nature)上。

癌细胞的染色体外DNA

居然蕴藏大量的癌基因

癌基因通常在癌细胞的染色体外DNA(extrachromosomalDNA,ecDNA)颗粒上进行扩增,但是我们对ecDNA的结构及ecDNA对基因调控的影响的认识有限。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究团队通过超微结构成像、远程光学定位和全基因组测序的分析方法展示了ecDNA的结构为环状;ecDNA上的癌基因处于高度活跃状态;ecDNA被包装成具有完整结构但是又具有很大触及空间的染色质,不同于典型染色质所具备的紧密压缩结构;ecDNA可将远处染色质拉近并实现其相互的作用。以上数据为深入了解环状ecDNA的结构是如何影响癌基因功能提供了线索,并为探讨ecDNA生物学与现代癌症基因组学、表观遗传学提供了理论和研究基础。相关研究结果发表在国际期刊《自然》(Nature)上。

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