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7.11 科学家首次捕捉到Cas9酶切割DNA的清晰图像

生物学霸

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夏日里的一个礼拜四,很适合在实验室吹着空调潜下心来搞科研


①科学家首次捕捉到Cas9酶切割DNA的清晰图像

近日,英属哥伦比亚大学和伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家捕捉到Cas9核酸内切酶精确切割DNA链的高分辨率图像,并发表在《Nature Structural and Molecular Biology》杂志上。

这些图像是利用低温电子显微镜(cryo-EM)技术捕捉的,显示了基因编辑工具CRISPR-Cas9是如何工作的,将有助于研究人员开发更高效、更精确的基因编辑工具。这项成果为治疗和预防由DNA突变引起的一系列人类疾病带来了希望,比如亨廷顿病和癌症。

负责cryo-EM研究的英属哥伦比亚大学研究人员Sriram Subramaniam说:“如此详细地了解Cas9究竟如何切割和编辑DNA链,这真是让人兴奋。这些图像为我们提供了宝贵的信息,有望提高基因编辑过程的效率,并更快更准确地纠正致病的DNA突变。”

原文检索

Cryo-EM structures reveal coordinated domain motions that govern DNA cleavage by Cas9

Nature Structural & Molecular Biology (2019)


②Nature子刊发现干细胞的新特性—睡眠的影响

骨髓移植也称为造血干细胞移植,这一过程受到许多因素的影响,不过人们对此还知之甚少。来自斯坦福医学院的一项最新研究显示,睡眠不足对干细胞功能有严重影响。如果骨髓移植供体缺乏睡眠,移植效率就会大打折扣。

这一研究发现公布在Nature Communications杂志上,研究人员指出,剥夺小鼠供体四小时的睡眠,就会使供体干细胞的再生能力降低一半以上。


③著名学者最新研究发现一种在癌症中扮演关键角色的基因突变

一个为期10年的国家项目——称为Cancer Genome Atlas,绘制了数百名患者(超过20种不同的癌症)的基因组图谱,并发现了一些相关的基因突变,但这些突变在肺癌(尤其是腺癌,这几乎占所有肺癌的四分之一)中的作用,还没有得到很好的理解。

来自Salk研究所的科学家们发现了一种分子,它的突变可致使一种常见和致命形式的人类肺癌出现侵袭性的增长。这种酶称为EphA2,通常监管一个负责组织生长的基因。但是研究小组发现,当EphA2发生突变时,细胞系统可能会失控,并快发发展出肿瘤。

这一研究成果公布在PNAS杂志上,研究表明EphA2可能是一小部分肺癌的一个新靶标,这种肺癌会影响非吸烟者以及吸烟者,是全球癌症相关死亡的首要原因。延伸阅读:中美科学家发现治疗肺癌的“重拳组合”。


④武汉大学生科院Autophagy发现调控线粒体自噬新的分子机制

线粒体自噬是选择性的清除受损或者多余的线粒体,最终通过溶酶体降解。线粒体自噬的选择性需要自噬受体介导,目前已报到多种线粒体自噬受体包括OPTN,DNP52,FUNDC1,BNIP3等。这些受体定位在或者被募集到线粒体外膜上,而后与LC3II结合介导线粒体自噬。

来自武汉大学生命科学学院宋质银教授研究组发表了题为“PHB2 (prohibitin 2) promotes PINK1-PRKN/Parkin-dependent mitophagy by the PARL-PGAM5-PINK1 axis (PHB2通过PRAL-PGAM5-PINK1轴线促进PINK1-Parkin介导的线粒体自噬)”的最新研究成果,揭示了PHB2调节线粒体自噬的新的分子机制,而且发现了以PHB2为靶点通过阻止线粒体自噬来抑制肿瘤细胞的生存可作为一个新的抗癌策略。

这一研究成果公布在国际知名杂志《Autophagy》上,论文第一作者为武汉大学生命科学学院研究生闫朝君,通讯作者为宋质银教授。

原文检索:PHB2 (prohibitin 2) promotes PINK1-PRKN/Parkin-dependent mitophagy by the PARL-PGAM5-PINK1 axis


⑤惠利健Cell Stem Cell揭示损伤再生中肝细胞可塑性的分子基础

肝脏是体内最重要的器官之一,由于其代谢解毒功能,经常受到各种外来物质的损伤,导致肝脏的再生能力严重下降。因此,研究肝脏损伤再生及其分子调控机制具有重要意义。近年来科学家利用谱系示踪技术发现,门静脉肝脏损伤后主要通过肝细胞重编程的方式实现肝细胞的再生。肝细胞重编程是指肝细胞在受到门静脉肝脏损伤时,去分化成类肝前体细胞,贡献到肝脏损伤再生。然而对于体内肝细胞发生重编程的分子基础,尤其是表观遗传调控机制,科学家们尚不清楚。

来自中科院生物化学与细胞生物学研究所,营养与健康研究所的研究人员发表了题为A Homeostatic Arid1a-Dependent Permissive Chromatin State Licenses Hepatocyte Responsiveness to Liver-Injury-Associated YAP Signaling”的文章,发现染色体重塑调控蛋白Arid1a介导肝细胞重编程基因在正常的肝细胞中预打开,使肝细胞具有响应损伤诱导的YAP信号而转录激活重编程基因的潜能,揭示了肝细胞去分化可塑性的分子基础。

这一研究成果公布在Cell Stem Cell杂志上, 由惠利健研究组与李亦学研究组合作完成,文章一作是李维平博士、何强和杨力光博士。

原文检索:A Homeostatic Arid1a-Dependent Permissive Chromatin State Licenses Hepatocyte Responsiveness to Liver-Injury-Associated YAP Signaling


⑥北大学者PLoS最新发文 绘制人类视网膜高精度发育细胞图谱

为了解析人类胚胎发育各个阶段的基因表达调控网络,自2010年起,北京大学北京未来基因诊断高精尖创新中心、生命科学学院汤富酬课题组和北医三院乔杰课题组就开始紧密合作,围绕人类生殖系细胞(包括着床前胚胎细胞和着床后胚胎生殖细胞)发育的基因表达调控机制系统地开展研究工作(如图1所示)。

首先,应用汤富酬课题组发展的单细胞转录组高通量测序技术,汤富酬课题组和乔杰课题组绘制了完整的人类生殖系细胞的发育细胞图谱,包括着床前胚胎的发育细胞图谱(Yan et al., Nature Structural & Molecular Biology, 2013; Dang et al., Genome Biology, 2016)和着床后胚胎生殖细胞的发育细胞图谱(Guo et al., Cell, 2015;Li et al., Cell Stem Cell, 2017),并对其DNA甲基化、染色质状态等不同层面的表观遗传学调控机制进行了深入的研究(Guo et al., Nature, 2014; Guo et al., Cell Research, 2017; Zhu et al., Nature Genetics, 2018; Li et al., Nature Cell Biology, 2018)。这两个团队还与南方医科大学赵小阳课题组合作完成了人类成年男性精子发生过程中的细胞命运转变和基因表达图谱的绘制(Wang et al.,Cell Stem Cell, 2018)。

原文检索:Dissecting the transcriptome landscape of the human fetal neural retina and retinal pigment epithelium by single-cell RNA-seq analysis


关键词:实验专区

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