三句话读懂一篇 CNS，NEJM 报道首次发现癌症母婴传播；基因治疗屡获突破；绘制哺乳动物祖先的基因图谱...
丁香学术
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抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁，古人口中的「白发三千丈」并非戏剧效果，白发魔女可能确实存在。这一现象已被 Nature 盖章证明，大自然还有多少神奇奥秘是我们不知道的？
本周学术君继续为大家分享 CNS 里那些令人耳目一新的学术研究，共探生命之美！
1. Nature：解密哺乳动物祖先的基因组图谱
单孔目动物（以真正的生物活化石鸭嘴兽和短鼻针鼹为代表）排尿、排便、生殖都共用一个孔，在哺乳动物和演化研究中备受研究者关注。
2021 年 1 月 6 日，深圳华大生命科学研究院、昆明动物研究所及哥本哈根大学张国捷教授团队、浙江大学周琦教授团队和澳大利亚阿德莱德大学 Frank Grutzner 教授团队联合在 Nature 杂志上发表论文 Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution， 绘制出鸭嘴兽和短鼻针鼹的高质量基因组，跨越 1.8 亿年，重建了现生哺乳动物共同祖先的基因组图谱。
研究团队突破了性染色体组装的技术难题，构建得到了优质的单孔目参考基因组，为研究人员深入理解物种演化过程的分子机制提供参考。
这辐基因组图谱穿越时光隧道追根溯源，为人类寻根之旅提供了明亮的灯塔！
图 1. 来源于 Nature
2. Nature: 揭示水稻适应土壤低氮的分子基础，绿色超级稻指日可待
早在七千年前中国长江流域的先民们就曾种植水稻，现代绿色超级稻（理念由张启发院士提出）以「少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产」驰名。
2021 年 1 月 6 日，中国科学院遗传与发育生物学研究所储成才课题组在 Nature 杂志上发表论文 Genomic basis of geographical adaptation to soil nitrogen in rice， 揭示了水稻在适应不同地区土壤肥力过程中调控氮肥利用率的遗传基础。
该团队利用全基因组关联分析技术鉴定到一个水稻氮高效基因 OsTCP19，其变异在低氮和中氮环境下可显著提高水稻产量。
此项发现对绿色超级稻的产生有重大推动作用。数代科学家筚路蓝缕，为人类的粮食安全呕心沥血的精神令人敬佩！
图 2. 来源于 Nature
3. Nature: 单碱基编辑技术有望治疗人类早衰症
2021 年 1 月 6 日，哈佛大学 Broad 研究所的 David R. Liu 团队、NIH 美国国家人类基因组研究所（NHGRI）的 Francis S. Collins 团队和范德堡大学医学中心的 Jonathan D. Brown 团队联合在 Nature 杂志发表论文 In vivo base editing rescues Hutchinson–Gilford progeria syndrome in mice，研究 利用单碱基编辑技术 ABE（Adenine Base Editor）成功实现了早衰小鼠模型的基因治疗，并通过全基因组测序分析和 ATAC-seq 分析在细胞水平和个体水平上评估了 ABE 工具安全性，为人类早衰症患者的临床治疗提供了基础。
愿所有早衰症患者恢复健康，拥有一个正常健康的童年！
图 3. 来源于 Nature
4. NEJM：全球首次发现宫颈癌母婴传播
2021 年 1 月 6 日，日本国立癌症研究中心团队在顶尖医学期刊《新英格兰医学杂志》（NEJM）上发表论文 Vaginal Transmission of Cancer from Mothers with Cervical Cancer to Infants，研究结果显示两名患有宫颈癌的母亲，或因顺产的缘故 把癌细胞传给了儿子，导致其罹患肺癌。
研究者人员推测可能是母亲的宫颈癌细胞经产道里的羊水、分泌物等液体进入婴儿体内。每年全球约有 25 万人死于宫颈癌，为了健康着想女性朋友们应尽快接种宫颈癌疫苗！
图 4：来源于站酷海洛
5. Science: 揭示雄性不育机制，是什么限制了精子活力
2021 年 1 月 8 日，法国居里研究所（Institut Curie）Carsten Janke 团队在 Science 杂志上发表文章 Tubulin glycylation controls axonemal dynein activity, flagellar beat, and male fertility， 揭示了确保精子鞭毛以正确节奏跳动的蛋白质修饰机制，运用计算机辅助分析系统分析精子的运动状态和冷冻电子断层扫描观察精子鞭毛的微管蛋白超微结构，掀开了精子活力异常、无法到达卵母细胞受精的神秘面纱。
伴随着社会压力增加、环境污染、个人生活习惯等原因，男性不育并不罕见，此研究结果将助力不孕不育男女一圆「父母梦」！
图 5. 来源于 Science
6. Science: 揭示靶向 NS1 的黄病毒广谱保护性抗体作用机制
2021 年 1 月 8 日，中国科学院微生物研究所 / 中国科学院北京生命科学研究院高福院士团队、中国科学院微生物所施一团队与澳大利亚昆士兰大学的 Paul R. Young 及 Daniel Watterson 团队联合在 Science 杂志发表了论文 A broadly protective antibody that targets the flavivirus NS1 protein， 研究结果发现了一株对多种黄病毒（登革病毒、西尼罗病毒及寨卡病毒等）均有保护效果的单克隆抗体 1G5.3，并首次揭示了 NS1 广谱保护性抗体的作用机制，提出 NS1 可作为通用疫苗设计的新靶点，有效避免抗体依赖增强（ADE）效应。
高福院士和施一教授在黄病毒领域深耕十年如一日，愿黄病毒通用疫苗早日被开发生产！
图 6. 来源于 Science
7. Science: 开发 mRNA 疫苗治疗小鼠自身免疫性脑脊髓炎
2021 年 1 月 7 日，德国美因兹大学 Ugur Sahin 团队在 Science 杂志发表论文 A noninflammatory mRNA vaccine for treatment of experimental autoimmune encephalomyelitis，研究人员合成 了类似新冠疫苗、不引发免疫反应的 mRNA 疫苗，通过驯化调节性 T 细胞，引发免疫耐受，成功治疗小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎，该工作为后续的临床治疗指明了方向。
图 7. 来源于 Science
8. Cell: 细菌内源 sgRNA 利用 Cas9 下调 CRISPR-Cas 系统
2021 年 1 月 8 日，美国约翰・霍普金斯大学医学院 Joshua W. Modell 团队在 Cell 杂志上发表论文 A natural single-guide RNA repurposes
Cas9 to autoregulate CRISPR-Cas expression，研究人员发现细菌可编码内源 sgRNA-tracr-L，直接使用 Cas9 蛋白下调 CRISPR-Cas 系统表达。该工作阐释了细菌 CRISPR-Cas 系统工作调节机制，为开发新型基因编辑工具提供了参考。
CRISPR 基因编辑系统荣获 2020 年诺贝尔化学奖，足以见学术界对其青眼有加，一系列新的研究结果正在如雨后春笋般涌出，如何助力人类探索生命奥秘，我们拭目以待！
图 8. 来源于 Cell
9. Nature: 脑袋如何控制巧手？
2021 年 1 月 6 日，瑞士巴塞尔大学细胞生物学系 Silvia Arber 研究团队在 Nature 杂志上发表论文 A functional map for diverse forelimb actions within brainstem circuitry，研究人员利用 Pellet task 和 Lever task 行为学实验评估小鼠前肢精细运动， 揭示了小鼠脑干延髓头端外侧（lateral rostral medulla，latRM）控制前肢精细运动的神经环路，发现功能不同位置、不同轴突投射的神经元控制的精细运动不同。
看来手残党并非调侃，而是由大脑真实地控制，所以练就一双巧手从练习大脑开始吧！
图 9. 来源于 Nature
10. Nature: 一夜白头并非戏剧效果，它真实存在
近日，在 Nature 期刊盘点的 2020 年度十大科学发现中，西湖大学生命科学学院 PI 的张兵博士的研究成果 Hyperactivation of sympathetic nerves drives depletion of melanocyte stem cells—— 压力使人头发变白荣获上榜，研究显示压力对人体造成的一些损伤很可能是无法自然逆转的，即头发变白不能返黑。
该研究结果解释了精神压力是如何通过影响成体干细胞的活动来影响人体机能，并阐明了其具体的细胞和分子机制。
白发三千丈也许并非艺术效果，白发魔女更是真实存在，伤心过度足以令人一夜白头！
图 10. 来源于站酷海洛
