Nature盤點年度十佳論文,生命科學占據半壁江山,中國學者表現亮眼!

發布時間:2019-12-16 14:05     文章來源:未知     作者:百替生物

Nature作為國際頂尖的科學期刊,每年都會推選出十篇年度最具科學意義的論文。

近日,Nature發布了2019年度十佳論文,其中8篇來自Nature,1篇來自PNAS、一篇來自Science Robotics。

特別值得一提的是,在這十佳論文中,中國學者表現亮眼,復旦大學中科院上海有機所各貢獻一篇,廣西婦幼保健院參與一篇

這十佳論文中,生命科學領域占據半數,這恰恰體現了生命科學領域與人類息息相關,在社會、經濟、醫療和生活等領域,都能看到生命科學的影子,它無處不在,關乎著人類命運!

下面由小編帶領大家速讀Nature年度生命科學領域最佳論文

“超越CRISPR”:劉如謙開發新型編輯器,實現堿基自由轉換

2019年10月21日,單堿基編輯技術開創者,Broad研究所劉如謙(David R. Liu)教授在Nature雜志發表題為:Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA 的研究論文。
該研究開發了一種全新的精準基因編輯工具——先導編輯(Prime Editor),無需依賴DNA模板便可有效實現所有12種單堿基的自由轉換,而且還能有效實現多堿基的精準插入與刪除(最多插入44個堿基,或刪除80個堿基)
Nature 雜志評論這一技術是“超精確的新型基因編輯工具”, Science 雜志評論它是“超越CRISPR”的重大突破,哈佛大學教授,CRISPR先驅喬治·丘奇(George Church)盛贊這一成果:“朝著正確方向邁出的一大步”。
先導編輯(Prime Editor),將Cas9酶藍色)和逆轉錄酶紅色)結合成復合物,在gRNA(綠色)的引導下,將該復合物帶到DNA雙螺旋(黃色紫色)的特定位置,并保留在該位置插入新DNA序列。


論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1711-4

 
復旦大學開發亨廷頓舞蹈癥潛在新藥
這是一篇有關神經退行性疾病的文章,該論文以:Allele-selective lowering of mutant HTT protein by HTT–LC3 linker compounds 為題,于2019年10月30日發表于Nature,文章通訊作者為復旦大學生命科學學院魯伯塤丁澦復旦大學信息科學與工程學院費義艷
亨廷頓癥是由亨廷頓蛋白(HTT)中一段異常長的谷氨酰胺氨基酸殘基引起的。細胞通過自噬降解突變體亨廷頓蛋白(MHTT),這是一種由自噬體介導的蛋白吞噬清除機制。研究團隊假設存在一種化合物,它既可以與突變的多聚谷氨酰胺束結合,又能與存在于自噬體中的LC3B蛋白相互作用,介導兩者相互作用,并最終導致MHTT被自噬體吞噬,增強細胞對MHTT的清除能力。
研究者通過小分子篩選尋找這種化合物,并利用野生型HTT進行反向篩選,從而獲得只與MHTT特異性結合(與正常HTT無相互作用)的化合物。最終,他們發現了并證明四種化合物可以有效改善三種亨廷頓氏舞蹈癥動物模型的患病癥狀。此外,研究者還表明這種治療策略也可能對其他涉及多聚谷氨酰胺束的疾病有療效。
總的來說,該研究開創性地提出基于自噬小體綁定化合物(ATTEC)的藥物研發原創概念,并巧妙地通過基于化合物芯片和前沿光學方法的篩選,發現了特異性降低亨廷頓病致病蛋白的小分子化合物,有望為亨廷頓病的臨床治療帶來新曙光。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1722-1
 
改寫教科書!父親線粒體DNA也能夠傳遞給子女
美國辛辛那提兒童醫學中心、臺大醫院、中國廣西婦幼保健院、貝勒醫學院和梅奧診所的研究人員在PNAS上發表了題為:Biparental Inheritance of Mitochondrial DNA in Humans 的論文,發現在極少數情況下,人類線粒體DNA可以遺傳自父親,而不僅僅是母親
真核生物(如動物、植物和真菌)的DNA存在在細胞中兩個地方:細胞核和線粒體。正常個體中,線粒體DNA(mtDNA)分子在序列上是相同的,然而,在患有mtDNA突變并導致疾病的人群中,正常和突變的mtDNA分子通常在一個細胞中共存,這種情況稱為異質性。
線粒體DNA一直被認為完全來自母親的卵細胞,沒有父源的貢獻,但是Luo等人挑戰了這一教條,他們發現有三個家族的線粒體異質性正是由雙親線粒體遺傳引起的
先前的研究發現,線粒體自噬,一種細胞吞噬消化自身線粒體的現象,在選擇性消除父系線粒體中起重要作用。因此,該論文通過研究指出這些罕見的父系mtDNA傳遞可能是由于線粒體更替缺陷所導致
論文鏈接:

https://www.pnas.org/content/115/51/13039

 
 
吃“魚”解決微量營養素缺乏問題
據估計,微量營養素缺乏每年導致100萬人過早死亡,對某些國家來說,這可能會降低其國內生產總值高達11%,更加凸顯糧食政策的重點是改善營養,而不是簡單地增加糧食產量。人們從各種各樣的食物中獲得營養,但魚類可為人類提供豐富的微量營養素卻常常被忽視。本文利用超過350種海洋魚類中7種營養物質(鈣、鐵、硒、鋅、維生素A、ω-3脂肪酸和蛋白質)的濃度,環境和生態特征來預測海洋鰭類魚類的營養含量,結果如下:

文章研究結果確定了目前世界范圍內漁業漁獲物中營養物質的分布情況,部分高捕獲量地區即使降低捕獲量也不會影響當地營養狀況。多數地區,作為食物來源,魚類來得更加實惠,且對環境影響較小,漁業營養與其他動物性營養供應是相當的,漁業應成為糧食和營養的核心組成部分。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1592-6
 

菲律賓發現全新古人類物種“呂宋人”

科學家2007年至2015年在呂宋島北部一個洞穴先后發現“先前不知道的人種”的7顆牙齒化石以及6塊足骨、手骨和腿骨化石。它們屬于至少三個個體。對這些化石的分析顯示,它們距今至少5萬年至6.7萬年。科學家把這個人種命名為“呂宋人”推測他們吃肉,使用石制工具,體型較小。
Détroit等報道一種新的未知的人類親屬的非凡發現,這無疑會引發大量的科學辯論。這個新發現的物種在菲律賓被發現并命名為Homo luzonensis,亞洲有關人類進化的認知在迅速變化,迫使人們重新審視關于早期人類從非洲擴散歐亞大陸的想法。Homo luzonensis的發現提供了更多的證據表明,直立人可能不是唯一的全球早期人類。
在Homo luzonensis中觀察到的有趣的混合性特征引發了有關該物種的祖先及其與其他人類親屬的關系的問題。這項研究報道十分具有意義,使得我們在亞洲人進化的研究變得更加混亂,更復雜且更為有趣。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1067-9
 

結語

生命科學領域涵蓋范圍極廣,并且與人類的社會、經濟、文化和生活密切相關。近年來,世界各國對生命科學及醫療領域的研究投入持續增多,奮斗在科研領域最前線的生命科學及醫學研究者也不負眾望,發表了一篇又一篇頂尖論文,創造出一項又一項杰出的研究成果,為解決疾病、饑荒、生態破壞甚至于人類起源等問題提供重要的理論基礎。
生命科學研究與人類命運休戚相關,我們也堅信,在生命科學領域必將有更多更卓越的成就!
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