Cell : 2012 最佳十二篇文章

2012-12-21 MedSci MedSci原创

正值年末,Cell 发布年终盘点:CELL best  of 2012,罗列了十二篇影响力最大、点击最多的文章,分别如下:1.Resveratrol Ameliorates Aging-Related Metabolic Phenotypes by Inhibiting cAMP Phosphodiesterases Sung-Jun Park, Faiyaz Ahmad, Andre

正值年末,Cell 发布年终盘点:CELL best  of 2012,罗列了十二篇影响力最大、点击最多的文章,分别如下:

1.Resveratrol Ameliorates Aging-Related Metabolic Phenotypes by Inhibiting cAMP Phosphodiesterases

Sung-Jun Park, Faiyaz Ahmad, Andrew Philp, Keith Baar,Tishan Williams, Haibin Luo, Hengming Ke, Holger Rehmann,Ronald Taussig, Alexandra L. Brown, Myung K. Kim, Michael A. Beaven, Alex B. Burgin, Vincent Manganiello, and Jay H.Chung

解析了白藜芦醇促进人体健康的分子机理,提出白藜芦醇并不如以往认为的那样,是直接作用于与衰老相关的蛋白,而是通过抑制调节能量代谢的磷酸二酯酶。

2.A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype

Jonathan R. Karr, Jayodita C. Sanghvi, Derek N. Macklin, Miriam V. Gutschow, Jared M. Jacobs, Benjamin Bolival, Nacyra Assad-Garcia, John I. Glass, Markus W. Covert

首次模拟了来自人类病原菌支原体(Mycoplasma genitalium)整个生命周期,提出了一个全细胞计算机模型,这一模型囊括了这个病原菌的所有分子组,以及相互作用,这将有助于促进细胞生物学的发展。

哥伦比亚大学Saeed Tavazoie教授评价道,这项研究提出了首个整合动态计算机模式,这将为系统生物学研究提供了全细胞的定量预测模型。

3.Three-Dimensional Folding and Functional Organization Principles of the Drosophila Genome

Tom Sexton, Eitan Yaffe, Ephraim Kenigsberg, Frédéric Bantignies, Benjamin Leblanc, Michael Hoichman, Hugues Parrinello, Amos Tanay, and Giacomo Cavalli

Sexton等人提出了一个高分辨率果蝇核染色质图谱,为理解后生动物核组织提供了新的基础。

4.A Role for Small RNAs in DNA Double-Strand Break Repair

Wei Wei, Zhaoqing Ba, Min Gao, Yang Wu, Yanting Ma,Simon Amiard, Charles I. White, Jannie Michaela Rendtlew Danielsen, Yun-Gui Yang, and Yijun Qi

北京生命科学研究所戚益军博士实验室报道了一类在DNA双链断裂(double strand break, DSB)修复中起到重要作用的小分子RNA。

DNA双链断裂可以导致突变、基因组不稳定性和细胞死亡,因此DNA双链断裂的修复对保持基因组的完整性和细胞的存活至关重要。真核生物具有复杂的 DNA双链断裂修复通路,这些通路涉及一系列蛋白质的协调参与。戚益军研究组利用DNA双链断裂修复报告系统在拟南芥中发现,小分子RNA可以特异性地从 DNA双链断裂位点的邻近序列产生。这些小分子RNA被命名为diRNA (DSB-induced small RNA)。进一步研究发现,diRNA的产生依赖于PI3激酶ATR,RNA聚合酶IV和DCL(Dicer- like),其产生后被AGO2蛋白招募而起作用。在拟南芥中,这些因子的突变可导致DNA双链断裂修复效率的下降。戚益军研究组和中科院北京基因组研究 所杨运桂研究组合作研究发现,diRNA也可在人细胞中产生并且参与DNA双链断裂的修复。这些研究结果表明小分子RNA在真核生物DNA双链断裂修复过 程中具有保守的重要功能,并为人们对DNA双链断裂修复机理的认识提供了突破性的新概念。

5.Personal Omics Profiling Reveals Dynamic Molecular and Medical Phenotypes

Rui Chen, George I. Mias, Jennifer Li-Pook-Than, Lihua Jiang, Hugo Y.K. Lam, Rong Chen, Elana Miriami, Konrad J. Karczewski, Manoj Hariharan, Frederick E. Dewey, Yong Cheng, Michael J. Clark, Hogune Im, Lukas Habegger, Suganthi Balasubramanian, Maeve O’Huallachain, Joel T. Dudley, Sara Hillenmeyer, Rajini Haraksingh, Donald Sharon, Ghia Euskirchen, Phil Lacroute, Keith Bettinger, Alan P. Boyle, Maya Kasowski, Fabian Grubert, Scott Seki, Marco Garcia, Michelle Whirl-Carrillo, Mercedes Gallardo, Maria A. Blasco, Peter L. Greenberg, Phyllis Snyder, Teri E. Klein, Russ B. Altman, Atul J. Butte, Euan A. Ashley, Mark Gerstein, Kari C. Nadeau, Hua Tang, and Michael Snyder

来自斯坦福大学医学院的Michael Snyder领导完成了一项历时两年半的跟踪实验,他定期做抽血检查,跟踪监测细胞内的4万余种不同的分子的起伏变化情况:从激素到血糖,到免疫系统蛋白和突变的基因,无所不包。他也见证了遗传基因上易患糖尿病的自己,不久之后真的罹患此病。

在这项研究中,Snyder对自己的基因组进行了测序。DNA检测表明,他罹患II型糖尿病的危险很高。虽然他的医生没有发现他正处于病情发展期的任何表征,他的自检还是查出了早期迹象。不久,他就患上了糖尿病。在确诊后,Snyder调节了饮食,加大了运动量进行减肥,控制住了病情。

6.Sequential Application of Anticancer Drugs Enhances Cell Death by Rewiring Apoptotic Signaling Networks

Michael J. Lee, Albert S. Ye, Alexandra K. Gardino, Anne Margriet Heijink, Peter K. Sorger, Gavin MacBeath, and Michael B. Yaffe

指出换个顺序使用抗癌药物,能重排细胞凋亡信号网络,从而增强细胞死亡。

在这篇文章中,研究人员利用致癌信号通路中抑制剂,联合DNA损伤化疗分析,发现比较于同时使用几种EGFR抑制剂,错开时间来使用EGFR抑制剂,能显著提高一组三阴性乳腺癌细 胞对于基因毒性药物的敏感性。所谓三阴性乳腺癌是指雌激素受体、孕酮受体和HER2检测皆为阴性的乳腺癌,这是最难治疗的癌症亚型之一,因为其生物学特 征,这些癌症不会对内分泌疗法或曲妥珠单抗做出反应。并且研究人员还采用了系列系统分析:高密度时间依赖型信号网络检测分析,基因表达谱分析,以及包含数 学模型的细胞表型应答分析,发现了一种改变细胞内状态的新方法,这一方法主要通过动态重排致癌基因信号通路来实现。这一过程能转变这些细胞的肿瘤状态,使 之能更加容易受到DNA损伤诱导细胞死亡。

7.Single-Cell Expression Analyses during Cellular Reprogramming Reveal an Early Stochastic and a Late Hierarchic Phase

Yosef Buganim, Dina A. Faddah, Albert W. Cheng, Elena Itskovich, Styliani Markoulaki, Kibibi Ganz, Sandy L. Klemm, Alexander van Oudenaarden, and Rudolf Jaenisch

来自美国麻省理工学院怀特海德研究所的研究人员鉴定出新的基因标记物,从而可能有助于提高重编程效率和允许科学家们预测哪些经过基因修饰的细胞将成 功地变成多能性的干细胞.他们还鉴定出新的重编程因子组合来产生iPSCs. 这项研究也是第一次研究当单个细胞变成iPSCs时,它们所发生的基因变化.以前的研究只观察大的细胞群体---实际上并不是所有的细胞都能够发生重编程 ---在经历重编程过程中所发生的基因表达变化,这就使得科学家们很难挑选出参与这种过程的基因.

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8.Acute Cannabinoids Impair Working Memory through Astroglial CB1 Receptor Modulation of Hippocampal LTD

Jing Han, Philip Kesner, Mathilde Metna-Laurent, Tingting Duan, Lin Xu, Francois Georges, Muriel Koehl, Djoher Nora Abrous, Juan Mendizabal-Zubiaga, Pedro Grandes, Qingsong Liu, Guang Bai, Wei Wang, Lize Xiong, Wei Ren, Giovanni Marsicano, and Xia Zhang

来自陕西师范大学等多个机构的张遐教授的实验团队的研究人员报道了大麻如何损害大脑记忆功能的作用机理,这为失忆研究提出的新观点,也有助于分析大 麻在缓解疼痛方面的机理研究。在这篇文章中,研究人员通过小鼠实验,发现了大麻作用于工作记忆的分子奥秘就在于星形胶质细胞,研究人员发现仅大脑星形胶质 细胞缺乏CB1R的小鼠,不会受到THC摄入造成的空间工作记忆损伤障碍,而神经细胞中缺乏CB1R的小鼠则会出现病症,这也就是说,假如不同细胞类型表 达不同CB1R,那么就有可能通过激活神经细胞中的受体,而不激活星形胶质细胞中的受体,而达到治疗效果。 这项研究也进一步说明了星形胶质细胞也许在除了空间工作记忆以外的其它形式记忆中,扮演了未知的作用。

9.piRNAs Initiate an Epigenetic Memory of Nonself RNA in the C. elegans Germline

Masaki Shirayama, Meetu Seth, Heng-Chi Lee, Weifeng Gu, Takao Ishidate, Darryl Conte, and Craig C. Mello

piRNAs在线虫生殖细胞中的新作用,从中也指出了一种由piRNAs诱导的多代表观遗传机制。Mello教授等人发现了一种由piRNA诱导的 表观遗传沉默途径,指出了机体如何利用RNAi相关的机制,来发现外来序列,这个过程不是通过什么分子标记,而是通过将外来序列与之前基因表达记忆进行比 对实现的。

10.Beige Adipocytes Are a Distinct Type of Thermogenic Fat Cell in Mouse and Human

Jun Wu, Pontus Boström, Lauren M. Sparks, Li Ye, Jang Hyun Choi, An-Hoa Giang, Melin Khandekar, Kirsi A. Virtanen, Pirjo Nuutila, Gert Schaart, Kexin Huang, Hua Tu, Wouter D. van Marken Lichtenbelt, Joris Hoeks, Sven Enerbäck, Patrick Schrauwen, and Bruce M. Spiegelman

Dana-Farber癌症研究所的科学家从成人体内成功分离出一种新型的燃烧能量的脂肪细胞,这一新型脂肪细胞可能是潜在的治疗肥胖的靶细胞。

这一新发现的细胞称为“米色脂肪”,形状如豌豆大小,散落在在成人体内脊柱以及锁骨附近的皮肤下。根据研究人员Dana-Farber博士表示:这 一类型的脂肪的特点时候可以燃烧掉卡路里,而不是将它们存储起来。在传统意义上,“白色脂肪”细胞主要负责存储卡路里,因此米色脂肪细胞可能是治疗肥胖症 和糖尿病的新作用靶细胞。

11.Extrathymic Generation of Regulatory T Cells in Placental Mammals Mitigates Maternal-Fetal Conflict

Robert M. Samstein, Steven Z. Josefowicz, Aaron Arvey, Piper M. Treuting, and Alexander Y. Rudensky

调节性T(Treg)细胞的分化和功能受到X染色质编码的转录因子Foxp3的调控,这种T细胞在胸腺(称为tTreg)和神经末梢区域(称为pTreg)形成,如果缺乏这些T细胞会导致致命的自身免疫。 我们证明了Foxp3增强子位于保守的非编码区1(CNS1),它们对于pTreg是必须的,但对于tTrep细胞的形成是非必须的,且这种增强子仅在胎 盘类哺乳动物中存在。CNS1主要是由野生型哺乳动物散在重复序列(MIR)组成,MIR在早期哺乳动物放射过程中经历逆转录转座(作用)。在怀孕过程 中,pTreg细胞对于父本异体抗原具有专一性,这种细胞在CNS1依赖过程中形成并在胎盘中积累。而且,当与同种基因而不是同系基因配对时,男性和 CNS-1缺陷型的女性表现出胚胎吸收增加的现象,并伴随免疫细胞渗透的增加和螺旋动脉的缺陷形成。我们的实验结果表明在进化过程中,Treg细胞胸腺外 分化的CNS-1依赖型机制出现在胎盘动物中从而增强母本-胎儿的耐受。

12.Regulation of the Hippo-YAP Pathway by G-Protein-Coupled Receptor Signaling

Fa-Xing Yu, Bin Zhao, Nattapon Panupinthu, Jenna L. Jewell, Ian Lian, Lloyd H. Wang, Jiagang Zhao, Haixin Yuan, Karen Tumaneng, Hairi Li, Xiang-Dong Fu, Gordon B. Mills, and Kun-Liang Guan

管坤良教授小组的研究解释了G蛋白偶联受体信号介导的Hippo-YAP途径新机制,这项研究指出了调控Hippo途径的外信号,也证明了Hippo-YAP途径是GPCR下游关键信号分支。

2012年盘点相关的拓展阅读:


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