Science：63,000个双向增强子！科学家发现与免疫疾病相关的新T细胞和基因

　　新开发的一种名为 ReapTEC 的方法发现了数千个活跃的双向增强子。对 GWAS 数据的进一步分析表明，各种免疫介导疾病，如多发性硬化症和风湿性关节炎，都与这些增强子中的遗传变异有关。由日本理研综合医学科学中心(IMS)、京都大学和意大利IFOM ETS的Yasuhiro Murakawa领导的研究人员发现了几种罕见类型的辅助性T细胞，它们与多发性硬化症、类风湿性关节炎甚至哮喘等免疫疾病有关。这一发现发表在7月4日的《科学》杂志上，他们通过一项名为ReapTEC的新技术使这一发现成为可能，该技术能在罕见的T细胞亚型中发现与特定免疫疾病相关的基因增强子。新的T细胞图谱已经公开，将有利于开发治疗

　　每个活细胞都将DNA转录成RNA。当一种叫做RNA聚合酶(RNAP)的酶夹住DNA时，这样的一个过程就开始了。在几百毫秒内，DNA双螺旋展开形成一个节点，称为转录泡，这样一条暴露的DNA链就可以被复制成互补的RNA链。RNAP如何完成这一壮举在很大程度上是未知的。RNAP在打开复制叉过程中的快照将提供丰富的信息，但该过程发生得太快，目前的技术没办法轻松捕获这些结构的可视化。现在，《自然结构与分子生物学》上的一项新研究描述了大肠杆菌RNAP打开转录泡的行为。这些发现是在RNAP与DNA混合的500毫秒内捕获的，揭示了转录的基本机制，并回答了关于起始机制及其各个步骤的重要性的长期问题。“这是第一次有人能够

　　肥胖和产后抑郁症是全球性的重大健康问题。根据世界卫生组织的数据，自1990年以来，成年人肥胖人数增加了一倍多，青少年肥胖人数增加了四倍。产后抑郁症发生在10%至15%的母亲中，并与严重的孕产妇健康问题有关。在全世界内，在感染和出血造成的孕产妇死亡率下降之际，产后抑郁症仍然是妇女自杀死亡的一个根本原因。贝勒医学院、剑桥大学和合作机构的研究人员发现，人类基因TRPC5的改变会导致肥胖和产后抑郁。总之，他们对细胞、动物模型和人类的研究表明，TRPC5作用于下丘脑的不同神经元群，下丘脑是一个调节多种先天行为的大脑区域，包括喂养、焦虑、社交和孕产妇护理。该研究结果发表在《Cell》杂志上，将TRPC5

　　在最近的一项研究中，约翰霍普金斯医学院的研究人员认为，细胞的信使RNA (mRNA)与一种叫做ZAK的关键蛋白质一起，刺激细胞对紫外线辐射损伤的初始反应，并在细胞的生死中起着关键作用。虽然人们早就知道紫外线辐射会损害DNA，但它也会损害mRNA, 6月5日发表在《细胞》(Cell)杂志上的最新发现表明，mRNA在告诉细胞怎么样应对压力方面起着第一反应者的作用。彭博社分子生物学和遗传学杰出教授、约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学系主任Rachel Green博士说:“RNA是煤矿里的金丝雀。它在告诉细胞，‘我们这里受到了严重损害，我们应该做点什么。’”在通过感知核糖体碰撞来识别细胞损伤的过程

　　加文研究所的研究人员利用人工智能发现了隐藏在所谓的“垃圾”DNA区域中的潜在癌症驱动因素，为一种新的诊断和治疗方法开辟了可能性。根据加文医学研究所的一项新研究，非编码DNA——我们基因组中98%不包含制造蛋白质的指令——可能是诊断和治疗癌症的新方法的关键。发表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)杂志上的这一发现揭示了基因组中以前被忽视的区域的突变，这些突变可能会引起至少12种不同癌症的形成和发展，包括前列腺癌、乳腺癌和结肠直肠癌。这一发现有几率会使早期诊断和对许多癌症类型有效的新疗法。加文研究所的研究官员、该研究的共同通讯作者Amanda Khoury博士说：“非编码D

　　Nature：梳理数十亿种化合物，找到了一种能加强纳洛酮对抗阿片类药物过量的新化合物

　　每个伟大的超级英雄都需要一个伙伴。现在，科学家们可能已找到了纳洛酮（naloxone）的解读伙伴。纳洛酮是一种阿片类解毒剂，通过在90%以上的阿片类药物使用病例中迅速逆转阿片类药物过量，挽救了数万人的生命。但它的力量是暂时的，只能持续30到90分钟。芬太尼等长效强效阿片类药物的兴起意味着，在纳洛酮药效消失后，从边缘恢复过来的人仍可能过量服用。在一项新的研究中，斯坦福大学医学院的科学家和合作者发现了一种新的化合物，可以与纳洛酮一起工作，增强其拯救生命的作用。研究人员在小鼠身上来测试，将这种化合物添加到微小剂量的纳洛酮中，使其与常规剂量一样强大，并且还有更温和的戒断症状。纳洛酮是一种鼻腔喷雾剂

　　伦敦大学学院的科学家们在小鼠和细胞中进行了一项研究，发现了一种检测大脑何时需要额外能量来支持其活动的关键机制。科学家们表示，他们发表在《自然》杂志上的研究结果，可能会为保持大脑健康和长寿提供新的疗法，因为其他研究发现，大脑能量代谢可能在晚年受损，并导致认知能力变弱和神经退行性疾病的发展。首席作者Alexander Gourine教授(伦敦大学学院神经科学、生理学和药理学)说:“我们的大脑由数十亿个神经细胞组成，这些细胞协同工作，协调许多功能，执行复杂的任务，如控制运动、学习和形成记忆。”所有这些计算都是非常消耗能量的，需要不间断的营养和氧气供应。“当我们的大脑更活跃时，比如当我们在执行一项

　　药物开发通常是缓慢的:从为新药提供基础的基础研究发现，到临床试验，再到生产一种广泛可用的药物，这一过程在大多数情况下要几十年的时间。但对于目前患有致命疾病的人来说，几十年可能遥不可及。布罗德研究所高级小组组长Sonia Vallabh敏锐地意识到与时间的赛跑，因为她的研究主题是一种神经退行性、最终致命的疾病——致命性家族性失眠症，这是一种朊病毒疾病——随年纪的增长，她几乎肯定会患上这种疾病。Vallabh和她的丈夫Eric Minikel在得知Vallabh携带了一种致病的朊病毒蛋白基因，并且对致命的朊病毒疾病没有有效的治疗方法后，改变了职业，成为了研究人员。现在，两人在布罗德研究所(Broad I

　　许多疫苗只是部分有效，效力逐渐减弱，或者对非常年幼或非常年老的人不起作用。十多年来，波士顿儿童医院精密疫苗项目的Ofer Levy博士和David Dowling博士一直在尝试通过添加被称为佐剂的化合物来改善疫苗，以增强疫苗接受者的免疫反应。现在，根据国家过敏和传染病研究所(NIAID)的一项大型佐剂发现项目合同，他们已确定了一种新的有前途的佐剂，称为PVP-037。这一发现发表在《科学进展》杂志上。“原则上，这种化合物能添加到任何疫苗中以增强其作用，”负责精确疫苗计划的Levy说。“佐剂就像免疫系统的火箭燃料。PVP-037是我们得知的最活跃的佐剂之一，我们大家都认为它能对疫苗产生更大、更持久

　　莱斯大学的Peter Wolynes领导的一项新研究为可折叠蛋白质的进化提供了新的见解。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。莱斯大学和布宜诺斯艾利斯大学的研究人员利用能量景观理论来区分蛋白质序列的可折叠部分和不可折叠部分。他们的研究阐明了一个正在进行的争论，即在起源过程中仅编码部分蛋白质的DNA片段是不是能够自行折叠。研究人员将重点放在蛋白质结构外显子与蛋白质可折叠性进化之间的广泛关系上。他们强调了外显子和内含子的重要性，外显子是基因中编码蛋白质的部分，内含子是基因翻译成蛋白质时被丢弃的沉默区域。“利用广泛的基因组外显子-内含子组织和蛋白质序列数据，我们探索了外显子边

　　莱斯大学的研究人员在了解染色体结构如何在细胞的整个生命周期中发生变化方面取得了长足的进步。他们对积极影响染色体组织的机动化过程的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。“这项研究提供了对机动过程如何塑造染色体结构和影响细胞功能的更深层次的理解，”Peter Wolynes说，他是研究的合著者，也是dr . Bullard-Welch基金会的科学教授。Wolynes也是化学、生物科学、物理学和天文学教授，也是理论生物物理中心(CTBP)的联合主任。研究介绍了两种电动链模型:游泳电机和抓握电机。这些马达在操纵染色体结构方面发挥着独特的作用。游动马达，类似于RNA聚合酶——将DNA序列复制成RNA的酶—

　　陕西师范大学和陆军军医大学的研究人员近日发现，一种名为PFDN6的蛋白质可能在结直肠癌的发展和扩散中发挥作用。研究之后发现，结直肠癌患者体内的PFDN6水平升高，并有助于肿瘤生长。在实验室分析中，通过敲降PFDN6，科学家们能够减缓癌细胞的扩散并促进细胞凋亡。这些发现表明，PFDN6也许是未来治疗结直肠癌的靶点。这篇题为“PFDN6 contributes to colorectal cancer progression via transcriptional regulation”的论文发表在《eGastroenterology》杂志上。结直肠癌（CRC）是世界上第三大常见癌症，预后较差，尤其是

　　瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员开发了一种纳米机器人，可以杀死小鼠体内的癌细胞。机器人的武器隐藏在纳米结构中，只暴露在肿瘤微环境中，不影响健康细胞。这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。卡罗林斯卡学院的研究小组此前已经开发出一种结构，可以在细胞表面组织所谓的死亡受体，导致细胞死亡。该结构显示六个肽(氨基酸链)以六边形模式组装。卡罗林斯卡医学院医学生物化学和生物物理系Bjrn Hgberg教授是这项研究的负责人，他解释说:“这种多肽的六边形纳米图案成为一种致命武器。”“如果你把它作为药物使用，它会不加选择地开始杀死体内的细胞，这是不好的。未解决这个问题，我们将武器隐藏在由D

　　研究人员对药物如何与连接蛋白分子相互作用的理解取得了进展。连接蛋白创建通道，使相邻细胞之间能够直接通信。这些通道的功能障碍在神经和心脏疾病中起作用。这种对药物结合和连接蛋白作用的增强知识有助于开发这些疾病的治疗方法。今天，个人会使用许多电子手段进行交流，但有时在邻居的信箱里放一张纸条或在门阶上放一个蛋糕是最有效的。细胞也有直接向邻居发送信息的方法。相邻的细胞能够最终靠称为间隙连接的相对较大的通道直接通信，这种通道允许细胞之间或与外界环境自由交换小分子和离子。通过这一种方式，它们可以协调它们组成的组织或器官的活动并维持体内平衡。这种通道是由称为连接蛋白的蛋白质形成的。位于细胞膜上的六个连接蛋白形成一个

　　在最近发表在《Nature Communications》上的一项研究中，研究人员探索了中性粒细胞参与肥胖的内脏脂肪组织(VAT)炎症。肥胖会增加一些健康问题的风险，包括胰岛素抵抗、2型糖尿病、阿尔茨海默病、心血管疾病、中风、睡眠呼吸暂停、伤口愈合缓慢、癌症等。慢性AT炎症在肥胖相关合并症中有及其重要的作用。肥胖促进促炎辅助性T型1 (Th1)细胞、细胞毒性T细胞和m1样巨噬细胞，同时减少调节性T细胞，导致慢性低度炎症。中性粒细胞是一种重要的免疫调节剂，与慢性炎症和代谢紊乱有关。关于研究在本研究中，研究人员研究了VAT中性粒细胞在肥胖相关的全身代谢紊乱和胰岛素抵抗中的作用。该研究包括来自俄亥俄州哥伦

　　芬兰图尔库大学的一项新研究表明，30分钟的锻炼能增加乳腺癌患者血液中杀死肿瘤的白细胞的比例。白细胞，我们免疫系统的细胞，对抗癌症、细菌和病毒。然而，并不是所有的白细胞都会破坏癌细胞，有些甚至会促进癌细胞的生长。破坏癌细胞的最重要的细胞类型是细胞毒性T细胞和自然杀伤细胞。支持癌症生长的细胞类型包括，例如，调节性T细胞和髓源性抑制细胞。不一样白细胞的平衡决定了免疫系统是消灭癌症还是支持癌症。如果肿瘤区域中破坏癌症的细胞多于促进癌症的细胞，那么身体就更有能力对抗癌症，”该研究的主要作者、芬兰图尔库大学的博士研究员Tiia Koivula说。20名乳腺癌患者刚刚被诊断出来，因此还没有开始他们的癌症

　　澳大利亚国立大学(ANU)的研究人员开发了一种新的人工智能(AI)工具，能够在一定程度上帮助癌症患者选择最合适的治疗方法。DeepPT是由美国国家癌症研究所的科学家和制药公司Pangea Biomed合作开发的，它通过预测患者的信使RNA (mRNA)谱来工作。这种mRNA对蛋白质的产生至关重要，也是个性化癌症药物的关键分子信息。该研究的主要作者、澳大利亚国立大学的黄丹泰博士表示，当与另一种名为ENLIGHT的工具结合使用时，DeepPT被发现能成功预测患者对多种癌症治疗的反应。黄博士说:“我们大家都知道，为癌症患者选择正真适合的治疗方法对患者的预后至关重要。”DeepPT接受了16种常见癌症类型的5500多名患者

　　通过重组病毒基因组的数据分析，抗击未来的大流行病。发表在著名杂志《Nature Communication》上的一项研究展示了由米兰理工大学电子、信息和生物工程系和米兰大学开发的一种新的数据驱动方法RecombinHunt的令人鼓舞的结果，该办法能够高精度和计算效率地识别具有一个或两个断点的重组SARS-CoV-2基因组。重组，即由两个或多个病毒基因组组成一个新的基因组，是病毒进化和适应的一种有效的分子机制。利用COVID-19大流行的激励，提出了几种检测SARS-CoV-2病毒重组基因组的方法;然而，到目前为止，还没有人能够忠实地证实该领域专家的手工分析。ReconbinHunt具有高特异性

　　一项新的突破性研究揭示了科学家长期以来一直想知道的一个医学问题:为什么40%患有罕见的神经发育障碍KBG综合征的儿童患有心脏缺陷?这项研究现在指出了心脏和大脑之间的关键联系。KBG综合征可导致面部异常发育、骨骼异常、智力发育不足和心脏缺陷。这种综合征是由ANKRD11基因突变引起的，该基因在大脑发育中起着至关重要的作用，但直到现在，阿尔伯塔大学的研究人员才发现该基因与心脏之间的联系，包括心脏瓣膜和心室壁的问题。Anastassia Voronova是医学和牙科学院的副教授，她领导了这项研究，采用了尖端的Vizgen Merscope技术和亚利桑那大学的核心研究设施团队。Voronova的研究小

　　芬兰图尔库大学的一项新研究表明，30分钟的锻炼能增加乳腺癌患者血液中杀死肿瘤的白细胞的比例。白细胞，我们免疫系统的细胞，对抗癌症、细菌和病毒。然而，并不是所有的白细胞都会破坏癌细胞，有些甚至会促进癌细胞的生长。破坏癌细胞的最重要的细胞类型是细胞毒性T细胞和自然杀伤细胞。支持癌症生长的细胞类型包括，例如，调节性T细胞和髓源性抑制细胞。第一作者芬兰图尔库大学Tiia Koivula说：“不一样白细胞的平衡决定了免疫系统是消灭癌症还是支持癌症。如果肿瘤区域中破坏癌症的细胞多于促进癌症的细胞，那么身体就更有能力对抗癌症。”20名乳腺癌患者刚刚被诊断出来，因此还没有开始他们的癌症治疗参与了这项研究。