2024年5月3日，威康桑格研究所等机构的研究人员在Science发表题为A single cell atlas of sexual development in Plasmodium falciparum的文章。
疟原虫有性发育的决定是所有疟疾传播的基础。该研究描述了一个包含超过 37,000 个恶性疟原虫细胞在红细胞内无性和有性发育过程中的短读程和长读程单细胞转录组的丰富图谱。
研究人员利用该图集探索了有性发育过程中的转录模块和外显子使用情况，并将其扩展到从四个自然感染多种恶性疟原虫菌株的马里人身上收集的疟原虫。研究人员在单细胞水平上研究了这些野生菌株内部和之间的基因型和转录异质性，发现即使在同一宿主体内，不同菌株之间的表达也存在差异。
这些数据是疟疾细胞图谱互动数据资源的重要补充，有助于加深对传播阶段的生物学和多样性的理解。
2024年5月30日， 澳大利亚国立大学的研究人员在Science期刊发表了题为Coevolution with hosts underpins speciation in brood-parasitic cuckoos的文章。
相互作用的物种之间的共同进化被认为会增加生物多样性，但将微观进化过程与宏观进化模式联系起来的证据却很少。
研究人员利用二十年的行为学研究和历史 DNA 分析，揭示了与宿主的共同进化是雏寄生青铜鹃物种分化的基础。在宏观进化尺度上，研究人员发现与病毒性较弱的非寄生类群相比，病毒性较强的雏寄生类群具有更高的物种进化率，并且更有可能在共生关系中发生物种进化。
研究人员揭示了物种变异的微观进化过程： 宿主排斥布谷鸟雏鸟，这就选择了模仿布谷鸟雏鸟的形态。在杜鹃利用多种宿主的情况下，对模仿的选择推动了与宿主偏好相对应的遗传和表型分化，即使在同域中也是如此。该工作阐明了可能是最常见但特征不明显的生物多样化进化过程。
2024年5月20日，京都大学的研究人员在 Nature 期刊发表了题为In vitro reconstitution of epigenetic reprogramming in the human germ line的文章。
表观遗传重编程可重置亲代表观遗传记忆，并将原始生殖细胞（PGC）分化为有丝分裂的原精原细胞或卵原细胞，从而确保生殖细胞的性双态发育，实现全能性。体外重构人类表观遗传重编程仍是一项基本挑战。
该研究建立了一种稳健的策略，诱导多能干细胞（PSC）衍生的人类PGC样细胞（hPGCLCs）进行表观遗传重编程和分化，使其成为有丝分裂的原精原细胞或卵原细胞，并对其进行广泛扩增（约>1010倍）。引人注目的是，骨形态发生蛋白（BMP）信号是这些过程的关键驱动因素： BMP驱动的hPGCLC分化涉及丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节激酶（MAPK/ERK）通路以及DNA甲基转移酶（DNMT）新生和维持活性的减弱，这可能促进了复制耦合、被动的DNA去甲基化。另一方面，在人类生殖细胞中大量存在的一种活性DNA去甲基化酶--十七转位（TET）1缺乏的hPGCLC分化为胚外细胞（包括羊膜）时，带有二价启动子的关键基因会被去抑制；这些细胞不能完全激活对精子发生和卵子生成至关重要的基因，其启动子仍处于甲基化状态。
该研究阐明了人类表观遗传重编程的框架，在人类生物学领域取得了根本性进展，并通过生成大量有丝分裂原精原细胞和类卵原细胞，为人类体外配子生成（IVG）研究及其在生殖医学领域的潜在应用树立了里程碑。
2024年5月21日，大连医科大学马晓驰、王超、中国科学院上海药物研究所果德安、法国洛林大学Francis Martin等在国际顶尖学术期刊 Cell 发表了题为A genomic compendium of cultivated human gut fungi characterizes the gut mycobiome and its relevance to common diseases 的研究论文。
肠道真菌是人体健康的重要组成部分，但由于缺乏参考基因组，其功能和代谢潜力尚未得到充分阐明。为了填补这一空白，该研究提出了“可培养肠道真菌”（CGF）目录，其中包括从健康个体粪便中提取的760个真菌基因组。涵盖了48个科和206个物种，其中69种是之前未被识别的真菌物种。该研究还探索了这些CGF物种的功能和代谢特性，并利用该目录分析了来自中国和非中国人群的逾1.1万份粪便宏基因组，以构建肠道微生态的系统发育图谱。
此外，该研究还识别出肠道微生态中与常见疾病相关的显著变化，并通过动物实验验证了真菌标志物与炎症性肠病（IBD）之间的关联。这些资源和发现极大地丰富了我们对人类肠道微生态的生物学多样性和疾病相关性的理解。
2024年5月1日，巴黎大学等机构的研究人员在期刊Nature上发表了题为Mechanics of human embryo compaction的文章。
人类胚胎的形成始于压实，在压实过程中细胞会紧密接触。辅助生殖技术研究表明，人类胚胎无法压实的主要原因是粘附缺陷。根据我们目前对动物形态发生的理解 ，其他形态发生引擎，如细胞收缩性，可能参与人类胚胎的形成。然而，驱动人类胚胎形态发生的分子、细胞和物理机制仍未定性。
研究人员使用微量移液管吸取捐赠给研究的人类胚胎，绘制了压实过程中的细胞表面张力图。结果显示，细胞-介质界面的张力增加了四倍，而细胞-细胞接触处的张力则保持稳定。因此，细胞-介质界面张力的增加推动了人类胚胎的压实，其性质与小鼠胚胎的压实相似。进一步比较人类胚胎和小鼠胚胎发现，两者的机械策略在质上相似，但在量上不同，人类胚胎的机械效率最低。
抑制人类胚胎的细胞收缩力和细胞-细胞粘附力表明，虽然压实需要这两种细胞过程，但只有收缩力能控制压实的表面张力。细胞收缩力和细胞-细胞粘附力出现问题时会表现出不同的机械特征。通过分析自然衰竭胚胎的机械特征，研究人员发现含有排斥细胞的非压实或部分压实胚胎具有收缩性缺陷的证据。总之，该研究表明，细胞收缩性的进化保守增加是产生驱动人体第一次形态发生运动的力量所必需的。
2024年5月29日，宾夕法尼亚大学的研究人员在 Nature 期刊发表了题为Transcriptional control of the Cryptosporidium life cycle的文章。
隐孢子虫寄生虫是幼儿腹泻病的主要病原体，也是慢性营养不良的原因和后果。目前还没有疫苗，治疗方法也很有限。寄生虫会感染肠细胞，并在其中进行无性和有性复制，这两种复制对持续感染和传播都至关重要。然而，它们的分子机制在很大程度上仍不清楚。
该研究利用单细胞 RNA 测序揭示了副隐孢子虫在培养物和感染动物体内整个生命周期的基因表达程序。与流行的模式不同，研究人员发现细胞内只有三个阶段：无性I型子囊虫、雄性配子虫和雌性配子虫。研究人员揭示了在每个阶段组件组装的高度组织化程序。通过剖析潜在的调控网络，研究人员发现转录因子Myb-M是雄性命运的最早决定因素，而这种生物缺乏遗传性别的决定。该因子的条件表达可推翻发育程序并诱导广泛的雄性，而条件缺失则会导致雄性发育夭折。这两种情况都会对感染产生深远影响。现在，大量阶段特异性基因为了解、设计和破坏寄生虫的性别和生命周期进程提供了机会，从而推动了疫苗和治疗方法的开发。
李康音
