一项新的全球计划试图在爆发病毒性流行病之前主动鉴定出病毒威胁、为这些威胁作好准备和阻止这些威胁,而不是等到埃博拉病毒(导致埃博拉疫情)、SARS病毒(导致非典型肺炎疫情) 和寨卡病毒(导致寨卡疫情)等病毒爆发流行病后,世界被迫针对此作出反应。相关研究结果发表在2018年2月23日的Science期刊上,论文标题为“The Global Virome Project”。 全球病毒组计划(The Global Virome Project)是一项国际合作计划,旨在鉴定出地球上大部分未知病毒,并且阻止它们的传播。论文作者们说,这种方法可能标志着“大流行病时代”的结 束。
在一项新的研究中,由澳大利亚莫纳什大学生物医学发现研究所的Benjamin Kile教授领导的一个国际研究团队发现并拍摄了在细胞死亡期间线粒体DNA(mtDNA)逃离线粒体(细胞内产生能量 的细胞器)的确切时刻。相关研究结果发表在2018年2月23日的Science期刊上,论文标题为“BAK/BAX macropores facilitate mitochondrial herniation and mtDNA efflux during apoptosis”。
虽然mtDNA从线粒体中释放出来被认为是造成狼疮等自身免疫疾病的原因,但它逃离线粒体的方式从未被人解释过。莫纳什大学生物医学发现研究所研究员Kate McArthur博士在美国珍妮莉娅 研究学院(Janelia Research Campus)里利用一种革命性的新型显微镜捕捉线粒体形成“突出物(hernia)”的时刻,这种突出物将mtDNA排出到细胞的其余部分。
引人注目的是,活的细胞当准备分裂时,能够将一堆杂乱的长达两米的DNA包装成整齐的微小染色体。然而,科学家们几十年来一直对这个过程是如何发生的感到困惑。如今,在一项新的研究中,来自荷兰代尔夫特理工大学卡夫利研究所和位于德国海德堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员分离出这个过程,拍摄它的影像,并且实时观察一种被称作凝缩蛋白(condensin)的蛋白复合物如何缠绕DNA从而挤压出环状结构(loop)。通过在DNA长链中挤压出许多这样的环状结构,细胞高效地压缩它的基因组,因此细胞中的基因组能够均匀分布到它的两个子细胞中。相关研究结果于2018年2月22日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Real-time imaging of DNA loop extrusion by condensin”。
在一项新的研究中,来自美国布罗德研究所的Weixin Tang和David R. Liu开发出一种利用CRISPR构建细胞事件记录系统的技术。在他们于2018年2月15日在线发表在Science期刊上的标题为“Rewritable multi-event analog recording in bacterial and mammalian cells”的论文中,他们描述了这种技术和利用它开发出的两种记录系统。Jon Cohen针对这项研究在2018年2月16日的Science期刊上进行了讨论。
这两名研究人员报道他们开发出一种被称作CAMERA(CRISPR-mediated analog multi-event recording apparatus, CRISPR介导的模拟多事件记录装置)的技术,他们利用这种技术构建出两种类型的细胞记录系统。
在一项新的研究中,之前首次开发出一种快速而又廉价的高度灵敏的基于CRISPR的诊断工具---被称作SHERLOCK(Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing)---的研究人员极大地增强了这种工具的功能,并且开发出一种微型试纸条测试方法,这种测试方法允许用肉眼观察到测试结果,而无需使用昂贵的设备。相关研究结果于2018年2月15日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Multiplexed and portable nucleic acid detection platform with Cas13, Cas12a, and Csm6”。
DNA在转录期间发生抽动,让相距较远的基因组区域接触,从而增强基因表达。在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学的研究人员开发出一种新的方法来标记单个非重复性的DNA序列。相关研究结果于2018年1月25日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Transcription-coupled changes in nuclear mobility of mammalian cis-regulatory elements”。
图片来自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0)。
这种新的DNA标记技术能够利用荧光分子精确地标记任何单个DNA片段,并追踪它们的三维位置和运动,从而允许揭示出这种DNA舞蹈。这些研究人员将这种技术称为嵌合gRNA寡核苷酸阵列(chimeric array of gRNA oligo, CARGO)。它是CRISPR/Cas9基因编辑工具的一种变体,有望引发基因组动力学研究变革。
在一项新的研究中,来自瑞士苏黎世大学的研究人员首次在完整的成年大脑中成功地跟踪了单个干细胞及其神经元后代数个月的时间。这对一生当中新的神经元是如何产生的提出新的见解。相关研究结果发表在2018年2月9日的Science期刊上,论文标题为“Live imaging of neurogenesis in the adult mouse hippocampus”。
在一项新的研究中,来自美国加州大学洛杉矶分校和中国中南大学等研究机构的研究人员发现自闭症、精神分裂症和躁郁症在分子水平上具有一些相同的物理特征,特别是大脑中的基因表达的模式。他们还查明这些精神障碍中的基因表达存在着重要的差异。相关研究结果发表在2018年2月9日的Science期刊上,论文标题为“Shared molecular neuropathology across major psychiatric disorders parallels polygenic overlap”。
这些不同的小RNA分子,被称为与Piwi蛋白相互作用的RNA(Piwi-interacting RNA, piRNA),是由各种动物(如从昆虫、线虫到小鼠和人类等哺乳动物)产生的。在一项新的研究中,来自芝加哥大学的研究人员描述了piRNA如何发现外源基因序列并让它们沉默。他们还展示了内源性的或着说“自我”的基因如何避免接受这种额外的检测。相关研究结果发表在2018年2月2日的Science期刊上,论文标题为“The piRNA targeting rules and the resistance to piRNA silencing in endogenous genes”。