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8.22 Cell:中性进化决定寿命和衰老;港大 Science 子刊发现肥胖引起胰岛素抵抗的新机制

生物学霸

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① Cell:中性进化决定寿命和衰老

自然界的物种在寿命上有很大的不同,从几小时就成年的蜉蝣到几百年的鲸鱼。自然选择应该倾向于长寿,因为原则上长寿会导致更多的后代和更高繁殖机会繁殖,把遗传基因给下一代。但是为什么短命的物种会进化呢?为了回答这个问题,来自马克斯·普朗克衰老生物学研究所 Dario Valenzano 小组的 Rongfeng Cui 调查了非洲鳉鱼家族。

科隆马克斯·普朗克衰老生物学研究所的科学家们研究了自然界中不同的寿命是如何进化的,并发现了一种基本机制,通过这种机制,有害的突变会在基因组中累积,导致鱼类快速衰老并变得短命。在人类中,变异主要集中在老年活跃的基因中。

原文检索: Relaxed Selection Limits Lifespan by Increasing Mutation Load


② 香港大学 Science 子刊发现肥胖引起胰岛素抵抗的新机制

在肥胖的发展过程中,脂肪组织发生炎症是产生及加速局部和系统性胰岛素抵抗的重要原因。在已有的研究中,可以知道有一种「SECIS 结合蛋白」(SECISBP2), 在因为肥胖而患有糖尿病病人的脂肪组织裡其受体数目会下降,但是至今仍未有研究能够具体指出,SECISBP2 蛋白/基因在肥胖和二型糖尿病发病中的意义和机制。

香港大学李嘉诚医学院(港大医学院)的研究团队发现 SECISBP2 与数个具有抗氧化作用的内源性蛋白合成表达相关,因此能够抗氧化及抗炎症,减少白介素 1β的释放。巨噬细胞中 SECISBP2 的缺失会加速因肥胖导致的胰岛素抵抗,而提升 SECISBP2 能够有效抑制这一进程。另一方面,研究团队亦从动物实验中发现,提升 SECISBP2 蛋白的合成表达,能够改善糖尿病小鼠的胰岛素抵抗。

研究团队希望继续找出 SECISBP2 在与胰岛素相关的代谢性疾病(如糖尿病、肝病和癌症)的发病与治疗中,所担当的角色;同时亦致力于从传统与现代的草药配方中辨识出具有靶向性的活性化学成分,为肥胖及相关疾病提供新的治疗方向。

原文检索: SBP2 deficiency in adipose tissue macrophages drives insulin resistance in obesity


③ 中国农业大学最新发表 Science 揭示玉米分子调控网络和关键基因

叶夹角是决定玉米植株紧凑程度的主要性状,直接影响玉米群体冠层截光能力和群体光能利用率。叶夹角较小的玉米品种,群体上部透光率高,群体中下部叶片可处于较好的光照状态下,便于叶片充分高效利用光能,因而可以容纳更大密度的种植群体,获得更高的群体产量。

中国农业大学农学院的田丰教授课题组利用一套由玉米自交系 W22 与玉米野生种大刍草(CIMMT 8759)为亲本杂交衍生得到的渗入系群体,对叶夹角进行了 QTL 定位分析,并对位于玉米第 1、2 染色体上的两个主效 QTL-UPA1(Upright Plant Architecture1)和 UPA2 进行了精细定位和克隆。

研究发现,UPA2 的功能变异是一个 2bp 核苷酸插入/缺失,其作为 cis 变异调控下游 9.5Kb 的 B3 转录因子 ZmRAVL1 的表达;UPA1 的功能基因是参与油菜素内酯 (BR) 合成途径的基因 brd1。功能分析发现,大刍草 UPA2 等位基因具有与玉米叶片发育基因 DRL1 更强的结合能力,DRL1 可与玉米无叶舌基因 LG1 互作并抑制 LG1 对 ZmRAVL1 的激活作用,导致下游基因 brd1 的表达下调,进而降低叶环处内源 BR 水平,影响叶耳细胞的增殖,最终导致叶夹角减小,株型趋于紧凑。

原文检索:Teosinte ligule allele narrows plant architecture and enhances high-density maize yields


Nat Commun:首次利用 CRISPR 从活动物基因组中清除 HIV

艾滋病毒治疗侧重于使用抗逆转录病毒治疗 (ART)。抗逆转录病毒疗法抑制艾滋病毒的复制,但不能将病毒从体内消除。

坦普尔大学刘易斯·卡茨医学院(LKSOM)和内布拉斯加大学医学中心 (UNMC) 的研究人员进行了一次重大合作,将他们的基因编辑系统与最近开发的一种名为长效缓释 (激光) 技术的治疗策略相结合。首次从活动物的基因组中消除了可复制的 HIV- 1 DNA,这是一种导致艾滋病的病毒。

研究人员用老鼠来制造易受 HIV 感染的人类 T 细胞,允许长期的病毒感染和 ART 诱导的潜伏期。一旦感染被确定,小鼠接受激光治疗,随后使用 CRISPR-Cas9 治疗。在疗程结束时,对小鼠进行病毒载量检测。分析显示,大约三分之一的感染艾滋病毒的小鼠体内的艾滋病毒 DNA 完全消失。

这项研究于近日在线发表在《Nature Communications》杂志上,它标志着人类艾滋病病毒 (HIV) 感染可能治愈的关键一步。

原文检索: Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV- 1 in a Subset of Infected Humanized Mice


⑤ bioRxiv:从 1966 年保存的淋巴结样本中提取出 HIV- 1 基因组

在一项新的研究中,来自美国、比利时和刚果民主共和国的研究人员从一种已在石蜡中保存了 50 多年的淋巴结组织中提取出近乎完整的 HIV- 1 基因组。这种样本是迄今为止发现的最早的 HIV- 1 基因组,比此前最古老的样本早了十年。

英国牛津大学进化和传染学教授 Oliver Pybus(未参与这项新的研究)说,「尽管这项研究的发现并没有显著改变我们目前针对艾滋病大流行早期遗传史提出的模型,但是它确实提高了我们对之前从现代和部分 HIV 基因序列中得出的结论的信心。」

这些研究人员提出,这种近乎完整的基因组应该进一步让科学家们了解哪些因素导致 HIV 出现,从而导致艾滋病(HIV/AIDS)大流行。

原文检索:A near-full-length HIV- 1 genome from 1966 recovered from formalin-fixed paraffin-embedded tissue


Cancer:神药再发威!阿司匹林或能与细胞的 DNA 甲基化相互作用改变乳腺癌患者的预后!

近日,一项刊登在国际杂志 Cancer 上的研究报告中,来自北卡罗来纳大学的科学家们通过研究发现,如果在被诊断为乳腺癌前服用阿司匹林,基因组特定区域携带特殊 DNA 特征的女性或许存活时间会更长一些

文章中,研究者共纳入了 1996 年- 1997 年被诊断为乳腺癌的 1266 名患者,截至到 2014 年底有 476 名患者死于各种原因,202 名患者死于乳腺癌;在服用阿司匹林的患者中,那些机体特定基因组区域(控制乳腺癌相关 BRCA1 基因的表达)的 DNA 并未发生甲基化的人群,因任何原因而死亡的风险及因乳腺癌死亡的风险均较低;研究者同时还观察到了与阿司匹林使用和患者死亡率相关的其它甲基化模式。

本文研究提示,后期研究人员或许需要深入研究阿司匹林在预防或治疗乳腺癌患者上的潜力。

原文检索:Prediagnosis aspirin use, DNA methylation, and mortality after breast cancer: A population‐based study


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