《研究综述:2019年3月29日》

  • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2019-04-08
  • 欢迎来到2019年3月29日的研究综述,这是布罗德研究所(Broad Institute)的科学家和他们的合作者发表的最新研究的一个反复出现的快照。

    了解精神分裂症-从基因组到酚体

    基因组研究已经确定了数百个与精神分裂症风险相关的候选基因。然而,为了更好地理解精神分裂症和其他神经精神疾病的潜在机制,识别这些基因中许多先前未知的表型功能将是有用的。由哈佛大学Summer Thyme and Cell Circuits项目副成员Alexander Schier领导的一个团队通过分析缺乏与人类精神分裂症相关基因的斑马鱼,创建了一个由全脑活动图、大脑结构差异和行为异常组成的表现型图谱。研究小组为未来的研究确定了30个基因的优先顺序,并在《细胞》杂志上发表了研究结果。

    血液短缺,解释道

    在《实验医学杂志》,努尔Abdulhay,克劳迪娅不快,Jeffrey Verboon列夫路德维希,程序在医学和种群遗传学(MPG)准会员Vijay Sankaran dana - farber波士顿在儿童癌症和血液疾病中心,和他的同事们仔细看看两个无关的病人的情况下,这两个dyserythropoietic贫血——一个条件特点是缺乏红细胞-而其他血细胞生成障碍也与同样罕见的GATA1基因突变有关。研究小组确定,这种突变改变了“剪接”的过程,剪接是在转录过程中移除基因的非编码区域,在这个过程中,DNA被转录成mRNA以产生蛋白质。这项研究显示了剪接错误是如何降低GATA1蛋白水平的,从而导致人类造血的明显变化。

    生死(分子)平衡

    科学家可以在小鼠和蠕虫等动物模型中发现自噬——细胞清除随年龄增长而积累的受损蛋白质或破损细胞成分的过程——以延长寿命。但有一个临界点:过多的自噬反而会缩短寿命。在《细胞》杂志上,马萨诸塞州总医院代谢项目副成员Alexander Soukas和他的同事认为,多孔线粒体是部分原因。他们发现,缺乏SGK1基因的小鼠和蠕虫自噬水平更高,寿命更短,线粒体通透性增加。他们指出,降低线粒体的渗透性可以使模型的寿命恢复正常,这表明线粒体平衡了自噬的影响。

    Cas13b晶体结构

    在细胞报告中,Ian Slaymaker和核心研究所成员Feng Zhang领导的团队描述了来自buccae Prevotella细菌Cas13b酶的晶体结构,分辨率为1.65 a。这一结构分析,结合生化实验分析的稳定性,动力学和功能的酶,确定了重要的特点,调控Cas13b的RNA靶向性和裂解活性。从这项工作中获得的见解将使进一步的工程能够改进CRISPR系统中的RNA靶向、碱基编辑和核酸检测。

    需要一个村庄

    为了更深入地了解共享环境和社会互动如何塑造人类微生物群落,由核心研究所成员Eric Alm领导的团队分析了参与斐济社区微生物群落项目的287人的数据。他们发现,在与世隔绝的村庄里,细菌DNA可以预测特定的关系,如母亲与孩子或配偶与配偶之间的关系。《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志描述了这项研究,揭示了家庭内部或配偶之间的致病和保护性肠道和口腔微生物传播如何影响个人健康。

    更详细的生活片段

    Stanley精神病学研究中心的副研究员Evan Macosko和Schmidt的同事Fei Chen在实验室开发了一种新的工具,通过RNA测序和空间编码的DNA条形码,提供了对组织细胞组织的前所未有的观点。这种技术被称为Slide-seq,由罗伯特·斯蒂克尔斯(Robert Stickels)和塞缪尔·罗德里克斯(Samuel Rodriques)开发,最终用户无需显微镜就能生成组织切片的详细图像,并能看到不同的细胞类型和基因表达模式。研究人员使用Slide-seq定位小鼠大脑中的单细胞层细胞,观察损伤后基因表达的变化,以及其他发现。阅读更多的科学或这个广泛的新闻故事。

    多基因评分优先考虑多样性

    斯坦利中心的联合科学家艾丽西亚·马丁(Alicia Martin)和协会成员、MPG联席主任马克·戴利(Mark Daly)领导的一个研究小组报告称,如果使用来自类似祖先的遗传数据来开发普通疾病的多基因评分,那么在特定人群中的多基因评分会更精确。例如,研究人员表明,分数使用英国生物库开发的数据为一百万人——其中包含信息,大约94%的人有欧洲血统——明显更好的常见疾病的风险预测欧洲血统的人,相比那些非洲和东亚血统。发表在《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上的这一发现,强调了在非欧洲族群中扩大基因组研究的必要性。从广泛的新闻故事中了解更多。

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    • 系统生物学研究人类出生后的身体变化,对癌症的关键见解,研究古伊比利亚半岛,等等。 欢迎来到2019年3月15日的研究综述,这是布罗德研究所(Broad Institute)的科学家和他们的合作者发表的最新研究的一个重复快照。 来自年轻一代的数据洪流 为了系统生物学研究出生后人体的变化,由克拉曼细胞观测站的副成员Ofer Levy和英属哥伦比亚大学的Tobias Kollmann领导的研究小组分析了新生儿出生第一周的血液样本。他们优化了从不到半茶匙的血液中提取转录组、蛋白质组、代谢组、细胞因子/趋化因子和单细胞免疫表型数据的方法。研究小组发现,在稳定的发育轨道上发生了巨大的变化,尤其是干扰素和补体通路以及中性粒细胞相关信号。请阅读《自然通讯》、《波士顿儿童医院博客》、《向量》和《科学美国人》。 测量那些活不长也不活跃的细菌 使用传统的生长抑制试验很难筛选出杀死耐药细菌的新抗生素。为了克服这一挑战,由该研究所成员James Collins、博士后Jonathan Stokes和传染病和微生物组项目的Arnaud Gutierrez领导的一个团队开发了一种固体培养基便携式细胞杀伤(SPOCK)检测方法,使用代谢敏感染色来显示耐抗生素细菌的死亡。《自然方法》(Nature Methods)杂志上描述了这种方法,它可以阐明如何操纵细菌的代谢状态,从而使抗生素变得更有效,并有助于揭示一套治疗各种代谢状态细菌的综合目标。 为组蛋白呼吸新鲜空气 细胞对氧气水平的变化做出反应,部分原因在于氧气感应反馈回路,其中包括酶的加入或移除组蛋白上称为甲基的化学标签(这种蛋白质结构有助于控制哪些基因在什么时候是活跃的)。然而,目前还不清楚的是,这些酶是直接还是间接地(通过其他的氧检测蛋白)感知氧气。博士后阿布夏克·查克拉博蒂、癌症项目的联合成员威廉·凯林和同事们在《科学》杂志上撰文称,一种名为KDM6A的酶确实能直接感知氧气,有助于阐明氧气影响细胞发育的方式,尤其是在胚胎中(因为子宫中氧气相对较少)。 最大限度地破坏Myc Myc转录因子是许多癌症的关键因子,通常与另一种转录因子Max协同工作,激活生长和增殖基因。安吉拉·克勒研究所领导的研究小组成员——包括癌症计划的成员,化学生物学和治疗科学项目,中心疗法的发展——在细胞化学生物学报告一个叫做ki -一- 008小分子相互鼓励的副本Max绑定而不是Myc和减少肿瘤生长在实验室和动物模型。这一发现为间接靶向Myc治疗癌症提供了新的策略。 绘制从变量到函数的路径图 全基因组关联研究(GWASs)在发现与特定人类特征相关的基因变异方面做得很好,但从那以后,确定“因果”变异及其工作机制仍然具有挑战性。在《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上,联合研究员雅各布·乌利尔施(Jacob Ulirsch)、研究生凯勒布·拉罗(Caleb Lareau)和埃里克·鲍(Erik Bao)、联合成员杰森·布恩罗斯特罗(Jason Buenrostro)和维贾伊·桑卡兰(Vijay Sankaran)及其同事将遗传精细作图(一种从统计学上解决可能的因果变异的方法)应用于16项血细胞生产指标。他们将这些结果与多种组织特异性表观基因组数据集结合,以确定数百种变异的潜在调控机制和细胞类型。在作者的推文中了解更多。 罕见卵巢癌的分子研究 大约20%的人类癌症与一组名为mSWI/SNF的蛋白质突变有关。一个由博士后Joshua Pan、ciall Kadoch和他的同事领导的研究小组研究了一种罕见的卵巢癌,叫做SCCOHT,绝大多数肿瘤表现为mSWI/SNF atp酶成分、SMARCA4和SMARCA2完全缺失。研究小组分析了这些成分的作用以及它们组装成的复杂“模块”,揭示了它们在基因调控中的功能以及SCCOHT致癌机制。请阅读《自然遗传学》和作者的推文。 调查古伊比利亚 在《科学》(Science)杂志上,由资深副研究员戴维•赖克(David Reich)及其同事领导的一个小组报告了关于伊比利亚半岛人口历史的新见解。研究人员分析了公元前6000年至公元1600年间的403名古伊比利亚人、975名来自伊比利亚以外的古代人以及2862名现代人的基因组。最引人注目的发现表明,伊比利亚Y染色体的祖先几乎完全被来自大草原的祖先在青铜时代取代。该研究还包括关于古代狩猎采集者之间的遗传变异以及古伊比利亚人与北非和地中海人的混合的细节。阅读更多来自哈佛医学院和纽约时报的新闻故事。
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    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-08-30
    • 欢迎阅读2019年8月23日的研究综述,这是Broad研究所科学家及其合作者最近发表的研究的反复快照。 RABL3中的突变可能增加胰腺癌的风险 胰腺导管腺癌(PDA)是一种可以在家族中发病的侵袭性癌症,尽管致病基因大多是未知的。使用全基因组测序,Sahar Nassim,新陈代谢计划的副成员Wolfram Goessling在布里格姆妇女医院及其同事在PDA家族中发现RABL3(一种RAS家族致癌基因)中的种系截短突变。他们的工作表明,这种突变可能通过影响RAS途径的调节,增加细胞增殖来增加癌症风险。 RABL3突变可能是具有该病史的家族中的基因检测的靶标。阅读Nature Genetics的完整研究。 从哪里来到Roopkund湖的骷髅? 在一个名为Roopkund Lake的喜马拉雅游泳池中,数百人的骨头,他们的身份和命运自几十年前发现以来一直是个谜。在Nature Communications,一个由哈佛大学ÉadaoinHarney领导的国际团队;马克斯普朗克人类历史科学研究所的Ayushi Nayak;加州大学圣巴巴拉分校的Douglas Kennett; CSIR细胞与分子生物学中心的Kumarasamy Thangaraj; Birbal Sahni Palaeosciences研究所的Niraj Rai;哈佛大学医学院的医学和人口遗传学副学士David Reich报告说,来自湖泊中38个骷髅的DNA显示,这些遗骸代表了至少三个遗传上不同的群体,在一千年的时间内在湖中埋葬(相反)到了所有的一切)。阅读“纽约时报”,“大西洋”和“国家地理”杂志的更多内容。 生酮饮食促进肠道干细胞功能 已知膳食营养素在维持成体干细胞中起作用。然而,关于干细胞产生的代谢物如何协调细胞功能和生理学知之甚少。为了确定特定的代谢途径,由Chia-Wei Cheng,Moshe Biton,Adam Haber,核心研究所成员和Klarman Cell Observatory主任Aviv Regev,麻省理工学院的成员Omer Yilmaz以及其他人在基因组学平台的帮助下领导的研究小组进行了研究。表达产酮酶HMGCS2的小鼠肠干细胞(ISCs)。酮在低能量状态期间为组织提供能量,例如禁食或长时间运动,并且还被暗示为信号代谢物。在Cell中报道,研究人员证实,与生酮饮食相关的代谢物可改善ISC功能,富含葡萄糖的饮食具有相反的效果。在麻省理工学院的新闻稿中了解更多信息。 一个不成熟细胞的主角 治疗毛细胞星形细胞瘤(PA)是最常见的小儿脑肿瘤,可以破坏生长中的大脑和身体。由Dac-Farber /波士顿儿童癌症血液疾病研究中心的Zachary Reitman,Brenton Paolella和癌症项目准成员Pratiti Bandopadhayay以及Dana-Farber癌症研究所的Rameen Beroukhim领导的团队对PA肿瘤进行了单细胞RNA测序,以更好地了解他们的细胞化妆。他们发现PA肿瘤主要包括成熟的星形胶质细胞样癌细胞以及一些未成熟的癌细胞,这些细胞在MAPK途径中显示出活性,这是一种更安全的治疗方法。肿瘤免疫细胞群的差异可以解释来自不同脑部位置的基因表达的不一致模式。阅读Nature Communications和波士顿儿童医院的更多信息。 CRISPR使材料“智能” 由于可编程的Cas12a酶,传染病和微生物组计划的研究员James Collins和他的团队已经使DNA水凝胶符合他们的意愿。在科学论文中,他们展示了如何将DNA纳入水凝胶结构中。然后,他们设计了指导RNA,使Cas12a以各种方式切割DNA,改变凝胶的行为和性质。在一些应用中,研究人员使用Cas酶从聚乙二醇凝胶中释放DNA锚定化合物。这种CRISPR响应性材料可用于组织工程,分子诊断和生物电子学。