Cell杂志8月最受关注的研究热点

Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。下面就是Cell杂志8月份最受关注的十篇文章。

人类SRMAtlas是靶向识别及可重复性定量预测人类蛋白质组中所有蛋白的一些高度特异性质谱测定法的一个汇编目录，包括针对许多剪接变异体、非同义突变和翻译后修饰的检测方法。研究人员采用称作为选择性反应监测的技术，利用166,174个已充分确定特征的化学合成水解肽段（roteotypic peptides）开发出了这些检测方法。

这一SRMAtlas资源在http://www.srmatlas.org 免费公开提供，将让一些重点、假设驱动及大型蛋白质组规模的研究获益。由于在理论上现在可以鉴别和定量任何样本中所有的蛋白质，研究人员预计这一资源将会大大推动基于蛋白质的实验生物学来了解疾病转变和健康轨迹。

这两篇为同系列文章：研究人员测序了来自地理位置分散的一些地区1000多种拟南芥植物的全基因组和表观基因组。1,001个基因组与1,001个表观基因组的集合不仅阐明了拟南芥进化史的一些新方面，还提供了有关这一重要模式植物中遗传与表观遗传变异之间互作的一张最全品种的全面图像。

这两项研究表明，在拟南芥基因组中大约25%的基因甲基化状态显示出差异。甲基化与基因组中的“跳跃基因”——转座子沉默有关联。

研究人员还发现基因组与表观基因组彼此密切互作。在这些不同的植物中一些基因控制了表观基因组。这些基因的变异有可能以帮助植物在特殊环境中更好地存活的一种方式改变了表观基因组。这些基因有可能还在生成细胞类型特异性表观基因组模式与物种间表观基因组多样性中发挥了作用。

这篇综述性文章的重要性可从其长期占据榜单中窥见一斑：Weinberg教授继之前的癌症综述后，又发表了一篇升级版综述——Hallmarks of Cancer: The Next Generation，这篇同样也是与Douglas Hanahan合作的论文长达29页，简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展，包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等，并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：

自给自足生长信号（Self-Sufficiency in Growth Signals）；抗生长信号的不敏感（Insensitivity to Antigrowth Signals）；抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)；潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential)；持续的血管生成(Sustained Angiogenesis)；组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis)；避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction)；促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）； 细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）；基因组不稳定和突变（Genome Instability and Mutation）。

手机收到新消息你是不是一定要马上打开？看书学习的时候你有没有总在走神？这些在生活中很常见的行为，常常令人联想到强迫症和多动症。实际上，真正的疾病有着非常严重的表现。神经学家Rui Costa领导团队在Cell杂志上发表文章揭示了其中的关键机制。这项研究增进了我们对大脑疾病的理解，有助于找到更有效的治疗方式。

人类消化道中居住着大量的微生物，它们被统称为肠道微生物组。肠道微生物组在人类代谢食物、抵御感染和应答药物等过程中起到了重要的作用。许多人类疾病都与微生物组失衡有关。

Baylor医学院的研究人员在Cell杂志上发表文章指出，缺乏一种肠道菌会使小鼠出现与自闭症谱系障碍（ASD）类似的社交障碍。给缺陷小鼠肠道补充这种肠道菌，可以逆转它们的一些行为缺陷。

人类流行病研究显示，母亲在怀孕期间过于肥胖会增加孩子患神经发育疾病（包括ASD）的风险。此外，ASD患者也经常出现肠胃问题。考虑到饮食能够改变肠道微生物组，而肠道菌能够影响大脑，Costa-Mattioli及其同事决定探索肠道菌与ASD之间的关联。

研究人员给六十多只雌性小鼠提供高脂饮食（相当于每天多次食用快餐），等待它们怀上下一代。他们让新生小鼠与母亲呆三周，然后使它们断奶，为它们提供正常饮食。这些小鼠在一个月之后出现了行为缺陷，比如社交活动减少等等。

来自东京大学、麻省理工学院与哈佛大学Broad研究所的研究人员，在新研究中揭示出了新凶手弗朗西丝菌Cas9(FnCas9)的结构，并利用这一结构信息对FnCas9进行改造构建出了一个变异体。

研究人员报告称，获得了FnCas9–sgRNA–靶DNA复合物的晶体结构，分辨率达到1.7 埃（Å）。通过比较FnCas9和其他Cas9直系同源物SpCas9 与SaCas9，揭示出了亲缘关系遥远的CRISPR-Cas9系统之间的保守特征及惊人的结构差异。他们发现FnCas9识别的是5′-NGG-3′ PAM，并利用这一结构信息构建出了一个识别5′-YG-3′ PAM的Cas9异构体。此外，研究人员证实可以将预组装的FnCas9–sgRNA核糖核蛋白(RNP)复合物通过显微注射到小鼠受精卵中编辑具有5′-YG-3′ PAM的内源性位点，由此扩大了CRISPR-Cas9工具箱的靶向空间。

普林斯顿大学的研究人员领导的一项新研究提出，零散的基因活性爆发并非是偶然事故，而有可能是遗传调控的重要特征。研究人员发现称作为增强子的DNA片段可以提高这种爆发的频率，表明这种爆发在基因控制中起作用。

研究人员分析了正经历DNA转录的果蝇胚胎视频，他们发现将启动子置于相对于靶基因不同的位置可导致爆发频率的显著改变。

苏黎世联邦理工学院（ETH）的研究人员开发出了一种利用纳米注射器的新方法，这一纳米注射器的微型针能够穿透单个活细胞，提取出它们的内容物。这一技术可用于细胞培养物，例如调查细胞的内部。这使得科学家们能够在分子水平上确定单个细胞间的差异，以及鉴别和分析稀有细胞类型。

新方法具有许多的优点：研究人员可以直接在培养皿中抽取组织培养物的单细胞。这意味着我们可以研究细胞对邻近细胞的影响。采用一些传统的方法不可能开展这类研究，因为分子分析通常需要首先物理上分离随后破坏细胞。

最为重要地是，科学家们可以非常精确地控制显微针，以致能够收集细胞核内容物，或是细胞核周围的细胞内液——细胞溶质。最后但同样重要地是，研究人员可以难以置信的精度来确定他们提取的细胞内物质的量，少至十分之一微微升(picoliter)。相比较而言：一个细胞容量要大10-100倍。

为了阐明Cpf1识别和切割靶DNA的机制，在这篇Cell文章中研究人员报告称确定了氨基酸球菌属（Acidaminococcus sp）Cpf1 (AsCpf1)与向导RNA和靶DNA复合物的晶体结构，分辨率达到2.8 埃（Å）。AsCpf1采用了一种二裂片（bilobed）结构，RNA-DNA异源双链核酸分子束缚在中间通道内。他们通过比较AsCpf1和Cas9的结构，揭示出一些惊人的相似性和主要的差异，由此解释了它们独特的功能。AsCpf1包含RuvC结构域和一个推定的新核酸酶结构域，它们分别负责切割非靶向及靶向DNA链，由此生成交错的DNA双链断裂。AsCpf1借助了一些碱基和形状读取机制来识别5′-TTTN-3′PAM。

这些研究结果提供了有关RNA引导Cpf1切割DNA机制的一些新见解，为合理设计建造CRISPR-Cpf1工具箱建立了一个框架。

转自 生物通

相关研究：

Cell：重磅！史上首次定量检测完整的人类蛋白质组