三句话读懂一篇 CNS：咖啡竟可降低心律失常风险；转入肥胖基

丁香学术2021-09-09

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肥胖对于爱美的人类而言，是一种劣势，然而将肥胖基因转移到植物身上，却是增产、增收的一大法宝！

本周学术君继续为大家带来 CNS 前沿进展，遨游科研之海！

1. Nature: AlphaFold 预测 98.5% 的人类蛋白结构

2021 年 7 月 22 日，英国 DeepMind 团队在 Nature 杂志发表了重磅文章 Highly accurate protein structure prediction for the human proteome。

该文章描述了 AlphaFold 对人类蛋白质组（人类基因组编码的所有蛋白质的集合）的准确结构预测，能对人类蛋白质组 58% 的氨基酸的结构位置给出可信预测。大规模的准确蛋白质结构预测，不得不说对结构生物学专业是项巨大的冲击与考验！

图 1：来源 Nature

2. Nature Biotechnology: 植物体内引入肥胖基因增产 50%

2021 年 7 月 22 日，北京大学贾桂芳课题组、美国芝加哥大学何川课题组、贵州大学宋宝安课题组合作在 Nature Biotechnology 杂志发表了论文 RNA demethylation increases the yield and biomass of rice and potato plants in field trials。

研究发现在水稻和马铃薯中引入 FTO 基因（动物中著名的肥胖基因），可实现针对 RNA 修饰 m6A 去甲基化，使过表达 FTO 基因的水稻和马铃薯产量和生物量增加了约 50%。

该研究报道了一种表观遗传编辑育种新技术，开辟了一个全新的植物育种方向！

图 2：来源 Nature Biotechnology

3. Science: 结构生物学揭示 AMPK 活性调节循环机制

AMPK（AMP-activated protein kinase）是细胞内最重要的能量感受器和调节器，其功能失常会导致人体罹患肥胖、糖尿病等疾病。

2021 年 7 月 23 日，美国温安洛研究所（Van Andel Institute）KarstenMelcher 课题组联合中国科学院上海药物研究所徐华强等多个课题组在 Science 杂志发表论文 Structure of an AMPK complex in its inactive, ATP-bound state。

利用 Cryo-EM 技术（冷冻电镜技术），打破蛋白纯化等技术瓶颈，首次解析了 ATP 结合状态下的抑制型 AMPK 复合物的高分辨率结构，从结构生物学角度阐述了 AMPK 的活性调节机制，提出了 AMPK 激活、失活、再激活的循环通路模型！

图 3：来源 Science

4. STM：间质细胞在肠道免疫中的作用

炎症性肠病增加了结直肠肿瘤的患病风险。

2021 年 7 月 21 日，上海交通大学 Bio-X 研究院李保界教授等团队在 Science Translational Medicine 杂志上发表研究论文 A resident stromal cell population actively restrains innate immune response in the propagation phase of colitis pathogenesis in mice。

该研究阐明了机体患肠道炎症的负性调节机制，发现间质细胞能够作为临床治疗炎症性肠病的新靶点。

图 4：来源站酷海洛 plus

5. Nature: 发现亮氨酸感应器调节规律

mTOR 复合物 1 能够调节细胞生长节律，进而响应氨基酸水平。

2021 年 7 月 21 日，北京大学刘颖及陈杰教授团队在 Nature 杂志上发表研究论文 SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling，该研究发现 SAR1B 是一种保守的亮氨酸感应器，能够调节 mTOR 复合物 1 从而响应细胞内亮氨酸的水平。

图 5：来源 Nature

6. Nature：肠道炎症影响嗅觉

在以往的认知中，嗅觉与大脑、鼻子息息相关。

2021 年 7 月 21 日，美国加州诺瓦托巴克老年研究所 Heinrich Jasper 教授团队在 Nature 杂志上发表研究论文 Gut cytokines modulate olfaction through metabolic reprogramming of glia。

该研究表明机体发生肠道炎症时，能够影响中枢神经系统，使得嗅觉变得不再灵敏。同时发现急性肠道感染、衰老过程中积累的慢性肠道炎症均是诱因。

图 6：来源 Nature

7. Nature：阐明染色体分离的作用机制

精准及时的染色体分离对于维持基因组稳定性意义重大。

2021 年 7 月 21 日，瑞士日内瓦大学 Andreas Boland 教授团队在 Nature 杂志上发表研究论文 Structural basis of human separase regulation by securin and CDK1–cyclin B1。

该研究阐明了 CDK1-cyclin B1 调控人源 separase 活性的分子机制，同时揭示了 separase 抑制 CCC 激酶活性的作用机理。

图 7：来源 Nature

8. Cell Reports: 研发出新型 RSV 黏膜疫苗

呼吸道合胞病毒 (RSV) 每年造成超过 300 万人住院，目前仍无特异性治疗药物和预防疫苗。

2021 年 7 月 20 日，复旦大学上海公共卫生临床中心鄢慧民和姜世勃教授团队在 Cell Reports 杂志上发表研究论文 A safe and effective mucosal RSV vaccine in mice consisting of RSV phosphoprotein and flagellin variant。

该团队研发出新型 RSV 黏膜疫苗 P-KFD1，抗原为一种重组融合蛋白。P-KFD1 鼻内免疫小鼠，能够显著地降低 RSV 在上呼吸道和下呼吸道的复制。

图 8：来源 Cell Reports

9.JAMA Internal Medicine：颠覆认知，咖啡能够降低心律失调

全球每天消费约 30 亿杯咖啡，以往报道认为咖啡导致心跳加快。

2021 年 7 月 19 日，加州大学 Gregory M. Marcus 教授团队在 JAMA Internal Medicine 杂志上发表研究论文 Coffee Consumption and Incident Tachyarrhythmias Reported Behavior, Mendelian Randomization, and Their Interactions。

该研究对超过 38 万人进行大规模调查，结果表明一个人每天每多喝一杯咖啡，患心律失常的风险平均会降低约 3%。对于部分人群，咖啡或含咖啡因产品不会扰乱心跳，反而有助于降低心律失常风险。

图 9：来源站酷海洛 plus

10.Cell：开发基因疗法阻止视力衰退

当视网膜发生病理变化或受损，视网膜神经节细胞逐渐退化。

2021 年 7 月 22 日，西奈山伊坎医学院 Bo Chen 教授团队在 Cell 上发表研究论文 Preservation of vision after CaMKII-mediated protection of retinal ganglion cells。

该研究开发出一种基因疗法，通过在视网膜神经节细胞中重新激活 CaMKII 关键酶，能对受损的视网膜神经节细胞产生保护作用，为治疗青光眼、视网膜病变等常见致盲疾病提供了新途径。

图 10：来源 Cell

题图来源：站酷海洛 Plus

参考文献：

1. Yu, Q., Liu, S., Yu, L. et al. RNA demethylation increases the yield and biomass of rice and potato plants in field trials. Nat Biotechnol (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-00982-9

2. Tunyasuvunakool, K., Adler, J., Wu, Z. et al. Highly accurate protein structure prediction for the human proteome. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03828-1

3. Yan Yan et al. Structure of an AMPK complex in its inactive, ATP-bound state.Science(2021).https://science.sciencemag.org/content/373/6553/413

4. Ling Gao et al. A resident stromal cell population actively restrains innate immune response in the propagation phase of colitis pathogenesis in mice. (2021). Science Translation Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.abb5071.

5. Chen, J., Ou, Y., Luo, R. et al. SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03768-w

6. Cai, X.T., Li, H., Borch Jensen, M. et al. Gut cytokines modulate olfaction through metabolic reprogramming of glia. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03756-0

7. Yu, J., Raia, P., Ghent, C.M. et al. Structural basis of human separase regulation by securin and CDK1–cyclin B1. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03764-0

8. Bali Zhao et al. A safe and effective mucosal RSV vaccine in mice consisting of RSV phosphoprotein and flagellin variant. Cell Reports (2021) DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109401

9. Eun-jeong Kim et al. Coffee Consumption and Incident Tachyarrhythmias Reported Behavior, Mendelian Randomization, and Their Interactions. JAMA Internal Medicine (2021).

10. Xinzheng Guo et al., (2021) Preservationof vision after CaMKII-mediated protection of retinal ganglion cells. Cell.Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.031