2017年Science雜志重磅級(jí)突破性研究成果

發(fā)布時(shí)間：2024-08-12

時(shí)光總是匆匆而逝，12月份已經(jīng)開始，2017年也已接近尾聲，迎接我們的將是嶄新的2018年，2017年三大雜志cell、nature和science（cns）依舊刊登了很多突破性耐人尋味的研究，本文中小編首先對2017年science雜志發(fā)表的重磅級(jí)亮點(diǎn)研究進(jìn)行盤點(diǎn)，分享給大家！與各位一起學(xué)習(xí)！【1】science：科學(xué)家成功解析hiv病毒關(guān)鍵結(jié)構(gòu) 攻克重大難題美國salk研究所的科學(xué)家們近解析了hiv 病毒中一個(gè)關(guān)鍵部分的原子結(jié)構(gòu)，這個(gè)叫做整合體（intasome）的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)能夠幫助hiv整合到人類宿主dna并在體內(nèi)復(fù)制。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊science上，該研究有助于開發(fā)新的hiv治療藥物。本文作者dmitry lyumkis表示：“hiv是一種非常聰明的病毒，學(xué)會(huì)了如何逃脫好的藥物。深入理解病毒逃逸機(jī)制，開發(fā)適用性更強(qiáng)的藥物將會(huì)是未來研究的一個(gè)主要方向。”在這項(xiàng)新研究中，研究人員使用了單顆粒低溫電子顯微鏡，這種技術(shù)能夠幫助科學(xué)家們對比較大的復(fù)雜動(dòng)態(tài)分子進(jìn)行圖像捕捉。他們在病毒整合體上添加了一個(gè)特殊蛋白促進(jìn)整合體在甘油中的溶解性，并加入了一些鹽離子防止蛋白聚集成塊?！?】science：睡眠是如何提高知識(shí)的記憶能力的？我們都知道，如果想讓白天學(xué)到的知識(shí)更加的鞏固，那么好晚上要睡個(gè)好覺。雖然很久以來科學(xué)家們已經(jīng)了解我們的記憶儲(chǔ)存于大腦的神經(jīng)元連接中，但睡眠對于信息的儲(chǔ)存以及鞏固具有怎樣的作用還不清楚。如今，有兩項(xiàng)研究能夠幫助我們解釋這一*以來的謎題。事實(shí)上，我們都很好奇為什么每天都必須要有一定的睡眠時(shí)間。新一項(xiàng)假說認(rèn)為睡眠能夠幫助我們大腦排出白天生產(chǎn)出的有毒的蛋白。近研究則表明，如果沒有得到充足的睡眠，我們患心血管疾病以及ii型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)有明顯的提高，更別說帕金森等神經(jīng)退行性疾病了。如今，來自威斯康星大學(xué)以及約翰霍斯大學(xué)的研究者們提出了睡眠的另外一個(gè)好處，即它能夠精細(xì)地修剪我們白天學(xué)習(xí)產(chǎn)生的記憶。這種所謂的“突觸穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)理論”并不是新的產(chǎn)物。來自威斯康星大學(xué)的研究者們早在10年之前就提出了這樣的假說，他們認(rèn)為睡眠階段大腦神經(jīng)元之間的連接將會(huì)被斷開，從而將記憶變得更加清晰?！?】science：大腦比我們想象的要復(fù)雜100倍近一項(xiàng)由ucla的科學(xué)家們做出的研究可能能夠改變我們此前對人類大腦的認(rèn)知。這一變化也許會(huì)對神經(jīng)紊亂以及人工智能的開發(fā)起到重要的影響。該研究的重點(diǎn)在于大腦神經(jīng)軸突的結(jié)構(gòu)域功能。神經(jīng)元是體積較大的樹狀結(jié)構(gòu)，由胞體以及上面長出的若干突觸構(gòu)成。此前研究者們一直認(rèn)為神經(jīng)元的信號(hào)首先由胞體發(fā)出，而軸突僅僅是將上述信號(hào)被動(dòng)地轉(zhuǎn)移到其它神經(jīng)元中。但這一假說還沒有真正被檢驗(yàn)過。這一過程也與記憶的產(chǎn)生以及儲(chǔ)存息息相關(guān)。然而，ucla的研究者們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的軸突并不僅僅是被動(dòng)傳遞信號(hào)的功能。他們的研究表明在動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的過程中突軸突能夠主動(dòng)地激活，相對胞體能夠產(chǎn)生10倍以上的樹突。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的觀點(diǎn)，即胞體產(chǎn)生的分支才是理解、記憶以及學(xué)習(xí)過程中的大腦活動(dòng)的根本?！?】science：癌癥免疫療法新突破！pd-1阻斷療法激活的t細(xì)胞還需依賴cd28共刺激阻斷pd-1通路的抗癌藥物（也被稱作免疫檢查點(diǎn)抑制劑）如今被美國食品藥品管理局（fda）批準(zhǔn)用來治療黑色素瘤、肺癌和幾種其他的癌癥。這些藥物經(jīng)常被描述為在功障礙的t細(xì)胞表面上“松開制動(dòng)器”。在一項(xiàng)新的研究中，來自美國埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院埃默里疫苗中心和溫希普癌癥研究所（winship cancer institute）的研究人員證實(shí)，即便松開強(qiáng)加在pd-1上的制動(dòng)器，這些腫瘤特異性的t細(xì)胞仍然需要“燃料”進(jìn)行增殖和恢復(fù)有效的免疫反應(yīng)。這種燃料來自基于cd28分子的共刺激（co-stimulation）。相關(guān)研究結(jié)果于2017年3月9日在線發(fā)表在science期刊上，論文標(biāo)題為“rescue of exhausted cd8 t cells by pd-1–targeted therapies is cd28-dependent”。盡管pd-1靶向藥物取得成功，但是很多病人的腫瘤并不對它們作出反應(yīng)。這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)表明存在于t細(xì)胞表面上的cd28可能是一種能夠預(yù)測pd-1靶向藥物是否有效的臨床生物標(biāo)志物。此外，對cd28的需求提示著共刺激可能在一些病人體內(nèi)丟失了，這可能有助指導(dǎo)設(shè)計(jì)組合療法?！?】science：什么？撓癢也能傳染？與打哈欠類似，抓癢也是一種能夠傳染的行為，僅僅看到別人抓耳撓腮就能夠引發(fā)我們撓癢的欲望。近，研究者們發(fā)現(xiàn)小鼠可能具有同樣的反應(yīng)，這一發(fā)現(xiàn)也許能夠幫助我們找到能夠感受別人刺激性感覺的腦回路。此前關(guān)于傳染性行為的研究結(jié)果一直以來飽受爭議，對于我們在看到別人抓癢或者打哈欠時(shí)會(huì)作出相似的行為是否是由于同情心在作怪，一直沒有統(tǒng)一的解釋。因此，這種傳染性行為產(chǎn)生的原因并不清楚。近，研究者們發(fā)現(xiàn)小鼠與人類具有相同的情感，即它們也能夠與同伴分享抓癢的行為。首先，研究者們將一對小鼠關(guān)在一個(gè)籠子里，然后對它們的行為進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，如果有一只小鼠開始撓癢的話，另外一只小鼠撓癢的幾率也會(huì)明顯上升。為了驗(yàn)證這一行為的發(fā)生僅僅是由于視覺上的感受，研究者們讓小鼠觀看視頻中小鼠撓癢的行為，得到了相似的結(jié)果?！?】science：三分之二的致癌突變歸因于隨機(jī)dna復(fù)制錯(cuò)誤在一項(xiàng)新的研究中，來自美國約翰霍斯大學(xué)基梅爾癌癥中心的研究人員提供證據(jù)證實(shí)隨機(jī)的不可預(yù)測的dna復(fù)制“錯(cuò)誤”導(dǎo)致將近三分之二的致癌突變。他們的研究建立在依據(jù)來自*的dna測序數(shù)據(jù)和流行病學(xué)數(shù)據(jù)開發(fā)出的一種新的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年3月24日的science期刊上，論文標(biāo)題為“stem cell divisions， somatic mutations， cancer etiology， and cancer prevention”。論文共同通信作者、約翰霍斯大學(xué)基梅爾癌癥中心生物統(tǒng)計(jì)學(xué)助理教授cristian tomasetti博士說，“*，我們必須避免吸煙等環(huán)境因素，以便降到我們的患癌風(fēng)險(xiǎn)。但是，并不為很多人所知的是，每次分裂時(shí)，一個(gè)正常的細(xì)胞會(huì)復(fù)制它的dna，產(chǎn)生兩個(gè)新的子細(xì)胞。這個(gè)過程會(huì)發(fā)生很多錯(cuò)誤。這些復(fù)制錯(cuò)誤是致癌突變的一種重要的來源。在過去，這些致癌突變在科學(xué)上被低估的。這項(xiàng)新的研究估計(jì)了這些復(fù)制錯(cuò)誤導(dǎo)致的突變比例。”【7】science：為何每個(gè)人的長相都不一樣？看科學(xué)家如何解釋雖然在每個(gè)人體內(nèi)控制面容形成的基因都大致相同，但每一張面孔都是的。filippo rijli和他的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了能夠調(diào)節(jié)面部形態(tài)形成的表觀遺傳學(xué)機(jī)制。在早期發(fā)育過程中，形成不同面部結(jié)構(gòu)的神經(jīng)嵴細(xì)胞能夠維持染色體的可塑性，所有參與其中的基因都處于準(zhǔn)備狀態(tài)來應(yīng)答局部信號(hào)。一旦細(xì)胞暴露于環(huán)境信號(hào)，神經(jīng)嵴細(xì)胞的基因就會(huì)從準(zhǔn)備狀態(tài)變成活躍狀態(tài)，誘導(dǎo)位置特異性的轉(zhuǎn)錄程序，來形成下巴、顴骨和額頭等結(jié)構(gòu)。神經(jīng)嵴細(xì)胞形成了大部分的頭骨、面部軟骨和骨骼，在早期胚胎發(fā)育階段，神經(jīng)嵴細(xì)胞從發(fā)育中的神經(jīng)管遷移到未來的頭部區(qū)域。這些發(fā)生遷移的神經(jīng)嵴細(xì)胞是天然的多能細(xì)胞，一旦到達(dá)它們終的目的地，就會(huì)發(fā)生命運(yùn)決定向軟骨方向分化。神經(jīng)嵴細(xì)胞也會(huì)獲得特定的位置身份，從而確定骨骼和軟骨的形狀，將來形成下頜骨和下巴、顴骨、鼻子和額頭。細(xì)胞在遷移過程中對這種位置身份的獲得取決于它們遷移的路徑和與局部環(huán)境的相互作用。但是即使在遷移之后位置身份不可逆轉(zhuǎn)地確定下來，神經(jīng)嵴細(xì)胞仍然會(huì)維持一定的可塑性。【8】science：科學(xué)家開發(fā)出效率明顯優(yōu)于其它方法的新型全基因組擴(kuò)增方法近日，刊登在雜志science上的一項(xiàng)研究報(bào)告中，來自哈佛大學(xué)的研究人員通過研究開發(fā)出了一種新型的全基因組擴(kuò)增方法，這種方法優(yōu)于當(dāng)前使用的其它基因組擴(kuò)增方法；在這項(xiàng)研究報(bào)告中，研究者對這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了描述，同時(shí)闡明了這項(xiàng)技術(shù)如何用于測定人類細(xì)胞暴露紫外輻射后所出現(xiàn)的單核苷酸改變。隨著科學(xué)家們不斷完全深入理解機(jī)體的基因組，新型的研究工具也在不斷誕生，其中一種研究就是探究人類機(jī)體近乎一樣的細(xì)胞之間的差異，比如胚胎細(xì)胞等，每個(gè)細(xì)胞都有自身獨(dú)特的基因組，甚至在相同的有機(jī)體中都是這種情況；此前研究中，研究者開發(fā)出了能夠放大細(xì)胞間差異的工具，這不僅能夠幫助更好地理解基因組工作的原理，還具有一定的實(shí)際應(yīng)用；其中研究者就開發(fā)了一種名為malbac的工具來研究并且測定單一細(xì)胞間的遺傳改變，其能夠在體外受精中對胚胎進(jìn)行篩查，但研究者指出，這種技術(shù)往往也受限于等位基因的丟失，而這常常會(huì)限制他們了解單核苷酸突變的過程?！?】science：推翻常規(guī)認(rèn)知！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)樹突細(xì)胞或許源于特殊祖細(xì)胞樹突細(xì)胞是機(jī)體免疫力的“門衛(wèi)”，其能夠幫助機(jī)體有效檢測并且開啟抵御外來病原體或異物的免疫力，截止到目前為止，研究者認(rèn)為樹突細(xì)胞的亞型是從一種共同的祖細(xì)胞分化而來；近日，一項(xiàng)刊登在雜志science上的研究報(bào)告中，來自新加坡a*star研究所等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，人類機(jī)體的免疫細(xì)胞或許是從特殊的祖細(xì)胞衍生而來，相關(guān)研究或?yàn)楹笃陂_發(fā)新型疫苗并且優(yōu)化疫苗提供了新的線索。波昂大學(xué)的研究者andreas schlitzer教授表示，我們的血液中并不僅僅是紅細(xì)胞，紅細(xì)胞對于運(yùn)輸氧氣非常關(guān)鍵；血液中還含有多種類型的免疫細(xì)胞，其能夠幫助有效抵御外來的病原體，比如病毒或細(xì)菌等，*以來研究者深入解析了血液免疫細(xì)胞的“隔間”（ blood immune cell compartment），其中人類的樹突細(xì)胞就是先天性免疫系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)適應(yīng)性分枝的“重要接口”，因此相關(guān)研究結(jié)果對于理解人類免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)期間免疫細(xì)胞亞型所扮演的關(guān)鍵角色具有重要的意義?！?0】science重磅！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了5種新型血液免疫細(xì)胞！科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人免疫系統(tǒng)中的幾種新型免疫細(xì)胞。這些細(xì)胞是被稱作樹突狀細(xì)胞和單核細(xì)胞的血液白細(xì)胞中的新亞群。研究人員發(fā)現(xiàn)了兩種新的樹突狀細(xì)胞亞群及兩種新的單核細(xì)胞亞群，他們還發(fā)現(xiàn)了一種新的樹突狀細(xì)胞前體細(xì)胞，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在science上。來自broad及其他機(jī)構(gòu)的研究人員使用一種叫做單細(xì)胞基因組學(xué)的技術(shù)分析了人血細(xì)胞的基因表達(dá)模式。此前，不同的免疫細(xì)胞已經(jīng)被研究過，并根據(jù)它們表面的蛋白進(jìn)行分類。這項(xiàng)新技術(shù)則更強(qiáng)大，能夠揭示舊技術(shù)無法發(fā)現(xiàn)的罕見細(xì)胞類型。樹突狀細(xì)胞表面會(huì)呈遞一種叫做抗原的分子。這些分子會(huì)被t細(xì)胞識(shí)別，隨后t細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)免疫反應(yīng)。而單核細(xì)胞是大的血液白細(xì)胞，能夠發(fā)育成為負(fù)責(zé)消化細(xì)胞碎片的巨噬細(xì)胞。【11】science：抗hiv藥物失效的原因竟可能在于某些陰道細(xì)菌在*，hiv病毒每年感染1百萬以上的女性。在一項(xiàng)新的研究中，來自加拿大、美國、南非和瑞典的研究人員發(fā)現(xiàn)一些類型的陰道細(xì)菌可能對旨在阻止感染上hiv風(fēng)險(xiǎn)的藥物凝膠產(chǎn)生干擾。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表2017年6月2日的science期刊上，論文標(biāo)題為“vaginal bacteria modify hiv tenofovir microbicide efficacy in african women”。這些發(fā)現(xiàn)建立在2010年的一項(xiàng)針對南非女性使用陰道凝膠形式的殺微生物劑藥物替諾福韋（tenofovir）來評(píng)估它如何很好地阻止hiv傳播的研究的基礎(chǔ)上。經(jīng)證實(shí)，這種藥物在阻止高風(fēng)險(xiǎn)男性感染上hiv方面取得成功，但是涉及女性的研究結(jié)果是“令人失望的”。2010年開展的一項(xiàng)被稱作caprisa 004的隨機(jī)臨床試驗(yàn)已證實(shí)替諾福韋凝膠在性接觸之前和之后使用將hiv感染率降低39%。在這項(xiàng)研究期間，研究人員研究了盡管經(jīng)常使用這種凝膠但仍然感染上hiv的一部分女性。【12】science：發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞遷移新機(jī)制在一項(xiàng)新的研究中，來自法國的年輕研究人員發(fā)現(xiàn)一種促進(jìn)細(xì)胞遷移的新機(jī)制。細(xì)胞在它的細(xì)胞膜表面上產(chǎn)生多種小的鉤子，從而有助它附著到細(xì)胞外的膠原纖維上并且沿著這些膠原纖維進(jìn)行遷移。這種作用有助我們更好地理解細(xì)胞從腫瘤塊中逃離出來，并且在體內(nèi)遷移和形成新的病灶。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年6月16日的science期刊上，論文標(biāo)題為“tubular clathrin/ap-2 lattices pinch collagen fibers to support 3d cell migration”。論文通信作者為法國健康與醫(yī)學(xué)研究院研究帶頭人guillaume montagnac和法國巴黎-薩克雷大學(xué)哥斯達(dá)夫胡西研究所研究員nadia elkhatib。細(xì)胞遷移是一種對生命至關(guān)重要的正常過程。在腫瘤學(xué)中，它參與新的轉(zhuǎn)移瘤形成。guillaume montagnac聲稱，“在此之前，我們已知道細(xì)胞依賴于某些結(jié)構(gòu)將它自己附著到它的環(huán)境中。我們?nèi)缃耔b定出被稱作網(wǎng)格蛋白包被小窩（clathrin-coated pit）的新結(jié)構(gòu)，已知它們在其他的細(xì)胞功能中發(fā)揮著重要作用。癌細(xì)胞利用它們作為鉤子附著到其他的結(jié)構(gòu)上以便四處移動(dòng)。這些新的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致大約50%的細(xì)胞附著到周圍的結(jié)構(gòu)上。”【13】science：高通量分析上千種微型蛋白，有望引發(fā)蛋白工程變革dna合成技術(shù)取得的進(jìn)展與利用計(jì)算方法設(shè)計(jì)新的蛋白獲得的改進(jìn)相結(jié)合為進(jìn)入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的蛋白分子工程的新時(shí)代做好準(zhǔn)備。在一項(xiàng)新的研究中，來自美國華盛頓大學(xué)和加拿大多倫多大學(xué)的研究人員報(bào)道了一種新的高通量方法使得對計(jì)算設(shè)計(jì)蛋白（computationally designed protein，即利用計(jì)算方法設(shè)計(jì)蛋白）的折疊穩(wěn)定性進(jìn)行大規(guī)模的測試成為可能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年7月14日的science期刊上，論文標(biāo)題為“global analysis of protein folding using massively parallel design， synthesis， and testing”。論文通信作者為華盛頓大學(xué)生物化學(xué)教授david baker，論文作者為華盛頓大學(xué)生物化學(xué)博士后研究員gabriel rocklin?？茖W(xué)家們想要構(gòu)建出新的在自然中不能發(fā)現(xiàn)的蛋白分子，這些分子能夠在阻止或治療疾病、在工業(yè)應(yīng)用、在能量產(chǎn)生和在環(huán)境清理中發(fā)揮功能。rocklin說，“然而，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測試時(shí)，計(jì)算設(shè)計(jì)蛋白經(jīng)常不能夠形成在設(shè)計(jì)它們時(shí)想要它們具有的折疊結(jié)構(gòu)。”【14】science：重磅！新發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)染色體組裝經(jīng)典模型幾十年來，科學(xué)家們普遍認(rèn)為染色體組裝是一個(gè)多層級(jí)高度有序的過程，即雙鏈dna纏繞著組蛋白八聚體（h2a， h2b， h3和h4）組成核小體，dna如細(xì)絲般將大量核小體串起，形成了11nm的“念珠狀”結(jié)構(gòu)，它們按照螺線管或者z字形排列堆砌成為30nm的染色質(zhì)纖維，經(jīng)過折疊聚集成120nm染色質(zhì)絲，進(jìn)而壓縮為300-700nm的染色質(zhì)。當(dāng)細(xì)胞處于有絲分裂期時(shí)，染色質(zhì)可進(jìn)一步高度濃縮成1400nm的有絲分裂染色體。但是在之前的研究方法中，人們廣泛采用電子顯微鏡觀察dna，但是在所獲得的dna圖像中，它的對比度比較低。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自美國加州大學(xué)圣地亞哥分校和沙克生物研究所的研究人員開發(fā)出一種新的被稱作chromem的電鏡樣品染色方法，從而能夠在透射電子顯微鏡下直接觀察細(xì)胞核中的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種方法的關(guān)鍵在于一種名為draq5的特殊dna熒光染料。這種染料不僅可以對dna進(jìn)行熒光標(biāo)記，而且在遭受激發(fā)后，能夠讓二氨基聯(lián)苯胺（dab）發(fā)生光氧化，從而使得dab多聚化，從而提高細(xì)胞核內(nèi)的dna電子密度，這樣就可以電子顯微鏡下清晰地觀察細(xì)胞中的dna?！?5】science：重大突破！揭示iii型crispr-cas系統(tǒng)中的一種環(huán)寡腺苷酸信號(hào)通路在原核生物的iii型crispr-cas系統(tǒng)中，多種cas蛋白與crispr rna（crrna）組裝在一起形成csm（對iii-a型crispr-cas系統(tǒng)而言）或者cmr（對iii-b型crispr-cas系統(tǒng)而言）效應(yīng)復(fù)合物，csm或cmr復(fù)合物通過一種轉(zhuǎn)錄依賴的dna沉默來干擾入侵的核酸。在噬菌體感染細(xì)菌之后，它的dna開始轉(zhuǎn)錄，以便建立和維持感染周期。在細(xì)菌中，這種crrna引導(dǎo)的csm/cmr復(fù)合物作為一種監(jiān)控復(fù)合物掃描入侵者的rna中的互補(bǔ)性靶序列，即前間隔序列（protospacer）。crrna引導(dǎo)csm/cmr結(jié)合到入侵者的rna上，從而觸發(fā)csm3/cmr4亞基切割這種rna，并且同時(shí)激活cas10亞基的單鏈dna酶活性，從而降解轉(zhuǎn)錄泡（transcription bubble）中的單鏈dna。csm或cmr復(fù)合物通過檢查crrna 5’-柄與rna靶序列的3’端側(cè)邊序列之間的互補(bǔ)性來避免自身免疫反應(yīng)。crrna 5’-柄與噬菌體的靶rna存在堿基配對會(huì)抑制cas10的單鏈dna酶活性，因而保護(hù)宿主dna不被降解。crrna 5’-柄與噬菌體的靶rna不存在互補(bǔ)性會(huì)表明轉(zhuǎn)錄泡中的單鏈dna是非自我dna模板，從而激活cas10的單鏈dna酶活性，將它降解。cas10亞基在iii-a型crispr-cas系統(tǒng)中也被稱作csm1，在iii-b型crispr-cas系統(tǒng)中也被稱作cmr2。它含有一個(gè)n末端hd結(jié)構(gòu)域，兩個(gè)小的α螺旋結(jié)構(gòu)域和兩個(gè)palm結(jié)構(gòu)域。這兩個(gè)palm結(jié)構(gòu)域都具有一個(gè)鐵氧化還原蛋白類似的折疊（ferredoxin-like fold），而且這個(gè)折疊區(qū)域具有核酸聚合酶和核苷酸環(huán)化酶的核心結(jié)構(gòu)域?！?6】science：大腦記憶形成新機(jī)制利用新型的“neurogrid”技術(shù)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)睡眠能夠促進(jìn)大腦與記憶形成有關(guān)區(qū)域之間的相互交流。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《science》雜志上。大腦中一類叫做海馬區(qū)的結(jié)構(gòu)對于新形成記憶向記憶轉(zhuǎn)變具有關(guān)鍵的作用，此前研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：在睡眠階段，大腦海馬區(qū)會(huì)產(chǎn)生一種高頻的神經(jīng)信號(hào)，他們認(rèn)為這一信號(hào)對于記憶的儲(chǔ)存具有重要的作用。目前這項(xiàng)研究則證明了這一信號(hào)的存在，以及證明了它們的具體分布位點(diǎn)是在復(fù)雜感受性信息進(jìn)行處理的大腦區(qū)域。“當(dāng)我們初次發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，都以為是錯(cuò)的，因?yàn)檫@信號(hào)此前從未被發(fā)現(xiàn)過”，該研究的作者，來自哥倫比亞大學(xué)的助理教授dion khodagholy說道?！?7】science：重磅！一種三特異性抗體三管齊下有望阻止hiv感染在一項(xiàng)新的研究中，美國研究人員報(bào)道在實(shí)驗(yàn)室制造的一種三特異性抗體（three-pronged antibody， trispecific antibody）要比用來制造這種三特異性抗體的單一天然抗體更好地讓猴子免受兩種人猴嵌合免疫缺陷病毒（shiv）菌株的感染。相關(guān)研究結(jié)果2017年9月20日在線發(fā)表在science期刊上，論文標(biāo)題為“trispecific broadly neutralizing hiv antibodies mediate potent shiv protection in macaques”。這種三特異性抗體是由來自美國衛(wèi)生研究院（nih）和法國制藥公司賽諾菲的研究人員開發(fā)出的，而且在實(shí)驗(yàn)室中也比單一的天然抗體更強(qiáng)地阻止更多的hiv毒株感染細(xì)胞。這種新的廣發(fā)中和抗體結(jié)合到hiv的三個(gè)不同的關(guān)鍵位點(diǎn)上。目前，這些研究人員正在計(jì)劃在健康人群和hiv感染者中開展這種三特異性抗體的早期臨床試驗(yàn)，希望它終能夠被用來*地預(yù)防和治療hiv。通過與hiv的3個(gè)不同位點(diǎn)結(jié)合，相比于單一的天然抗體，這種病毒應(yīng)當(dāng)更難躲避這種三特異性抗體?！?8】science：新方法制造有潛力治療癌癥和hiv的苔蘚蟲素，產(chǎn)率提高上萬倍一種從海洋害蟲中分離出來的藥物有望治療一些為嚴(yán)重的疾病，而且科學(xué)家們也想要知道它到底多有效---只要他們能夠獲得更多的這種藥物。就目前的情況來看，世界上的這種化學(xué)物的供應(yīng)量大約下降到20世紀(jì)90年代的一半，而且很難從產(chǎn)生它的海洋生物中提取出足夠的數(shù)量。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯坦福大學(xué)的研究人員在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一種更簡單、更的方法來制造這種需求量日益增加的化合物。他們新合成的藥物將足以繼續(xù)開展臨床試驗(yàn)來測試它作為一種癌癥免疫治療藥物的療效，以及治療阿爾茨海默病和hiv的療效。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年10月13日的science期刊上，論文標(biāo)題為“scalable synthesis of bryostatin 1 and analogs， adjuvant leads against latent hiv”。論文通信作者、斯坦福大學(xué)化學(xué)教授paul wender說，他一度對這個(gè)項(xiàng)目感到非常興奮，“我穿上我的實(shí)驗(yàn)室外套，做了一些結(jié)晶實(shí)驗(yàn)”。對他來說，這篇論文是幾十年研究的結(jié)果?！?9】science：利用dna復(fù)制節(jié)律殺死癌細(xì)胞人細(xì)胞在一生當(dāng)中都會(huì)通過分裂產(chǎn)生新的細(xì)胞。在這個(gè)過程中，穩(wěn)定地甚至是有節(jié)律地供應(yīng)dna構(gòu)成單元（building block）是產(chǎn)生新的dna所必需的。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自丹麥哥本哈根大學(xué)健康與醫(yī)學(xué)學(xué)院的研究人員展示了人細(xì)胞如何地調(diào)節(jié)這個(gè)過程從而確保它不會(huì)發(fā)生差錯(cuò)和導(dǎo)致疾病。他們還展示了他們?nèi)绾文軌虿倏v這種節(jié)律，并且指出這一點(diǎn)在未來如何被用來殺死癌細(xì)胞。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年11月10日的science期刊上，論文標(biāo)題為“redox-sensitive alteration of replisome architecture safeguards genome integrity”。在人細(xì)胞中，新的dna是利用核糖核苷酸還原酶（ribonucleotide reductase， rnr）產(chǎn)生的被稱作核苷酸的構(gòu)成單元形成的。在此之前，我們還沒有完全理解rnr節(jié)律和合適數(shù)量的核苷酸的存在如何地與dna復(fù)制速度保持一致。如今，這些研究人員繪制出核苷酸的流動(dòng)和調(diào)節(jié)。這種流動(dòng)遵循著與dna復(fù)制相同的節(jié)律，而且當(dāng)發(fā)生偏差時(shí)，細(xì)胞就會(huì)調(diào)節(jié)著這個(gè)過程，讓兩者保持一致。【20】science：重大突破！利用細(xì)菌crispr/cas系統(tǒng)構(gòu)建出世界上小的磁帶錄音機(jī)在一項(xiàng)新的研究中，來自美國哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員通過一些巧妙的分子黑客技術(shù)，將一種天然的細(xì)菌免疫系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一種微型數(shù)據(jù)記錄器，從而為開發(fā)將細(xì)菌細(xì)胞用于疾病診斷和環(huán)境監(jiān)測等用途的新技術(shù)奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果于2017年11月23日在線發(fā)表在science期刊上，論文標(biāo)題為“multiplex recording of cellular events over time on crispr biological tape”。這些研究人員對人體腸道中普遍存在的大腸桿菌的一種普通的實(shí)驗(yàn)室菌株進(jìn)行基因修飾，使得它們不僅記錄與它們與環(huán)境之間的相互作用，而且還記錄這些事件發(fā)生的時(shí)間。論文通信作者、哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)系助理教授harris wang說，“這些被病人吞下的細(xì)菌可能能夠記錄它們在整個(gè)消化道中經(jīng)歷的變化，從而對之前無法觀察到的現(xiàn)象產(chǎn)生的認(rèn)識(shí)。”其他的應(yīng)用可能包括環(huán)境監(jiān)測，生態(tài)學(xué)和微生物學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究。編輯點(diǎn)評(píng)以上研究僅是筆者整理的一些重大突破性研究，當(dāng)然2017年還有很多很多值得我們?nèi)フJ(rèn)真學(xué)習(xí)和鉆研的亮點(diǎn)研究，相信在即將到來的2018年science雜志上將會(huì)為我們呈現(xiàn)出更多創(chuàng)新性的突破研究，讓我們拭目以待。（原標(biāo)題：年度巨獻(xiàn)：2017年science雜志重磅級(jí)突破性研究成果）