生物谷推薦：3月必看的重磅級研究Top10

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不知不覺，3月份就要過去了，在馬上過去的3月里又有哪些亮點研究值得我們深入學習一下呢？小編根據本月新聞的點擊量、研究領域、熱度篩選出了3月份的Top10研究，分享給大家。

【1】Nat Chem Biol：重磅！科學家開發出新型化合物 有望促進癌細胞自我毀滅

doi：10.1038/nchembio.2326

癌細胞的基因組中往往會充滿著多種遺傳突變，從而就會誘發細胞不經意地製造多種異常蛋白質，和其它細胞一樣，癌細胞也需要時刻進行自我清理來得以生存，如今刊登在國際雜誌Nature Chemical Biology上的一篇研究報告中，來自霍華德-休斯醫學研究所等機構的研究人員通過研究開發了一種新方法來抑制癌細胞的自我清理機制，從而就會讓癌細胞中充滿不健全的蛋白質，進而引發癌細胞自我毀滅。

蛋白酶體是一種空心的圓柱結構，其能夠作為一類細胞垃圾處理站，蛋白酶體會允許蛋白質進入其中並且對其進行降解，當有害蛋白被製造後，其就會被標記上由至少四個拷貝的泛素組成的鏈狀結構，這些標記信號就提醒蛋白酶體需要破壞這些有害蛋白，當有缺陷的蛋白質被塞入垃圾處理站時，作為蛋白酶體的一部分結構，Rpn11就能夠截斷這種特殊的泛素鏈，這個步驟非常關鍵，因為泛素鏈很大而不能輕鬆「進入」到蛋白酶體中。

【2】Science子刊：驚人發現！腸道細菌或可改變腸道和大腦的功能

DOI： 10.1126/scitranslmed.aaf6397

日前，一項刊登在國際雜誌Science Translational Medicine上的研究報告中，來自麥克馬斯特大學的研究人員通過研究發現，腸道中的細菌或許能夠影響腸道易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）患者機體腸道和行為的癥狀，相關研究或為研究人員開發微生物定向療法提供了新的思路和見解。

腸道易激綜合征是一種常見的胃腸道疾病，其會影響機體的大腸組織，而患者也會遭受腹痛以及排便習慣的改變，比如腹瀉和便秘等，通常患者還會伴隨出現慢性焦慮和抑鬱症等，當前的療法目的就是改善患者的癥狀，但患者的病因並不清楚，所以這些療法的療效顯得非常有限。

本文研究中研究人員希望通過研究能夠深入闡明是否發生腹瀉的IBS患者機體的糞便微生物能夠影響受體小鼠機體的腸道和大腦功能，利用糞便移植，研究人員就將IBS患者（焦慮或者非焦慮患者）機體的微生物群落轉移到了無菌小鼠機體中，隨後研究者發現，相比接受健康個體微生物的小鼠而言，接受IBS患者機體中微生物的小鼠慢慢會表現出腸道功能和行為的改變。

【3】Science：重大突破！利用噴泉碼讓DNA高效地存儲數據

doi：10.1126/science.aaj2038

人類可能很快就會產生過多的數據以至於硬碟或磁帶不能夠存儲得下。為了解決這個問題，科學家們已將注意力轉向大自然的一個古老的信息儲存方法：DNA。

在一項新的研究中，來自美國哥倫比亞大學和紐約基因組中心的兩名研究人員證實一種為手機上的流式視頻開發的演算法能夠通過將更多的信息壓縮到DNA的四種鹼基上，從而揭示出它的幾乎全部的存儲潛力。他們證實這種技術也是非常可靠的。相關研究結果發表在2017年3月3日的Science期刊上，論文標題為「DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture」。

DNA是一種理想的存儲介質，這是因為它是高度緊湊的，而且如果放置在陰涼和乾燥的地方，它能夠持續保存幾十萬年。近期從在西班牙的一個洞穴中發現的一名43萬年前的人類祖先的骨頭中獲得DNA就可證明這一點。

【4】The Lancet：重磅！新型干預措施能使HIV療法成功率增加將近18%

doi：10.1016/S1473-3099(16)30534-5

近日，一項發表在國際雜誌The Lancet上的研究報告中，來自阿伯丁大學等多個機構的研究人員通過研究表示，他們能夠使得HIV療法的成功率增加幾乎18%的比例，文章中，科學家們設計出了一種新型的程序來幫助HIV患者進行服藥有效控制病毒的複製。

由於目前HIV藥物並不能夠有效治療患者，其僅僅能夠使得HIV患者的預期壽命同健康個體一樣，很多進行成功治療的HIV患者幾乎不可能將病毒轉移到其它個體中，然而有很顯著的一部分HIV患者的服藥並不規律，或者說是直接終止了服藥。藥物的不規律服用或者缺乏不依從就意味著患者機體的病毒會尋找機會再次複製，並且攻擊機體的免疫系統誘發艾滋病。

利用一種自我管理、諮詢以及追蹤患者藥物服用情況相結合的策略，研究者就發現，相比接受規律性護理的患者而言，這種新型組合策略能夠使得接受該方法的患者的治療成功率增加將近18%。文章中，研究人員對來自荷蘭7家醫院中超過200名患者進行了長達15個月的干預程序治療，在進行干預之前和之後研究者對患者機體中的病毒載量進行測定，如果在干預後連續兩個時間點患者機體中都出現了可檢測到的病毒載量，那麼就被認為是「療法失敗」。

【5】Cancer Cell：重大發現！科學家闡明癌細胞重編程血管促進癌症擴散的分子機理

DOI： 10.1016/j.ccell.2017.01.007

血管在癌症的生長和擴散中都扮演著重要的角色，而且血管的內皮細胞和癌細胞彼此能夠親密接觸，並且互相影響彼此，近日，刊登在國際雜誌Cancer Cell上的一項研究報告中，來自德國癌症研究中心和海德堡大學的研究人員就對內皮細胞和癌細胞之間的相互作用進行了深入研究。

文章中，研究者驚人地發現，腫瘤的血管中名為Notch的信號分子的活化形式的水平較高，相比健康器官而言，在肺癌、腸癌以及乳腺癌的血管內壁細胞中，研究者同樣也發現了較高水平的激活受體，同時腫瘤內皮組織中Notch激活水平越高，癌症的擴散就越為猖獗，患者的預後就會較差。

受體蛋白Notch通過配偶體激活是臨近細胞之間信號交流的關鍵通訊通路，不管是從線蟲到昆蟲，再到人類機體，Notch在胚胎髮育期間能夠調節器官的發育，而在成年人機體中，這種信號蛋白卻能夠調節血液幹細胞的活性。很多年前，癌症研究人員就通過研究發現，異常的Notch信號會促進細胞癌變，比如會將白細胞轉化成為白血病細胞；本文研究中，研究者Fischer與其同事通過研究首次發現，腫瘤微環境中細胞的Notch活性對癌症或許也會產生一定影響。

【6】Neuron：40天記憶力提高一倍！

doi：10.1016/j.neuron.2017.02.003

日常生活中，我們常常會因為找不到鑰匙而煩惱。但人群中確實存在一些具有"超級記憶力"的人，他們能夠同時記住大量的信息，甚至能夠脫口而出圓周率的小數點後好幾千位的數字。

如今，研究者們發現這些"超級記憶者"其實與我們普通人並沒有多大差別，正常人的大腦經過一個月左右的訓練能夠達到相同的水平。

事實上，記憶力平平的人腦與超級記憶者的大腦在結構上並沒有任何差異。這一信息給我們所有希望增強記憶的人提供了積極的信號。

為了探明其中的分子機制，來自荷蘭Radboud大學醫學中心的研究者們招募了世界記憶冠軍組中的23名有力的競爭者，對他們的大腦進行了研究。

【7】Oncotarget：重大發現！維生素C或可有效靶向殺滅癌症幹細胞

DOI：10.18632/oncotarget.15400

日前，一項刊登在國際雜誌Oncotarget上的研究報告中，來自索爾福德大學的研究人員通過研究發現，相比諸如2-DG等藥物而言，維生素C能以10倍的高效率來有效阻斷癌細胞的生長，文章中，研究人員首次提出證據表明，維生素C（抗壞血酸）能夠被用來靶向並且殺滅癌症幹細胞（CSCs），癌症幹細胞能夠引發致命性的腫瘤。

研究者Michael P. Lisanti教授表示，如今我們通過研究闡明了如何利用一系列天然物質來靶向作用癌症幹細胞，比如水飛薊素和蜜蜂衍生物CAPE等，但到目前為止最令我們興奮卻是維生素C的特殊功效。維生素C是一種便宜、天然、無毒且非常容易獲得的物質，而且其能夠作為一種潛在的武器來幫助抵禦癌症。

癌症幹細胞被認為是引發癌症化療耐受性的根源，其會導致惡性癌症患者的療法失敗，並且會誘發腫瘤複發以及轉移；文章中，研究者通過研究評估了癌症幹細胞的生物能學特性，該過程能夠促進癌症幹細胞存活並且繁衍，而干擾其代謝或許就能夠有效抑制癌症幹細胞發展。

【8】Science特刊：7篇長文解讀人工合成酵母染色體——開啟合成生命新紀元！

doi：10.1126/science.aaf4597等

來自4個國家的一個大科學團隊一起合作合成了釀酒酵母中約1/3（約3500萬鹼基對）的基因組（總1200萬鹼基對），這個研究團隊由紐約大學蘭貢醫學中心酵母遺傳學家Jef Boeke領導，分析了7條人工染色體的3維結構，相關研究成果於3月10日以特刊的形式發表在國際頂尖雜誌Science上，共7篇研究長文，其中4篇來自中國，其中天津大學元英進課題組2篇，清華大學生命科學院戴俊彪課題組1篇，華大基因楊煥明院士與愛丁堡大學Yizhi Cai課題組合作發表1篇。

2010年，另一個研究團隊創造了首個合成細菌生物體，含有一條長度達100萬對鹼基對、同時具有生物學活性的人工合成基因組。「這一系列最新研究對於創造首個全合成真核細胞基因組具有里程碑式的意義。」加州拉霍亞Synthetic Genomics公司的Daniel Gibson在寫給The Scientist的郵件中如此評價這系列突破性研究，也就是他創造了首條人工合成細菌基因組及首個人工合成細胞。他為這系列研究寫了一篇編輯評論文章，但是並沒有參與相關工作。

2014年，Boeke及另一個研究小組的研究人員一起合成了首條真核細胞染色體：釀酒酵母染色體Ⅲ的精簡版本。此後，為了合成他們的「合成酵母2.0（Sc2.0）」計劃中設計的含有1130萬對鹼基對的酵母基因組，Boeke的研究團隊與其他研究團隊一起組成了合成酵母基因組計劃團隊，這個任務也是「基因組計劃-Write」中的首要任務。

【9】Science：癌症免疫療法新突破！PD-1阻斷療法激活的T細胞還需依賴CD28共刺激

doi：10.1126/science.aaf0683

阻斷PD-1通路的抗癌藥物（也被稱作免疫檢查點抑制劑）如今被美國食品藥品管理局（FDA）批准用來治療黑色素瘤、肺癌和幾種其他的癌症。這些藥物經常被描述為在功障礙的T細胞表面上「鬆開制動器」。

在一項新的研究中，來自美國埃默里大學醫學院埃默里疫苗中心和溫希普癌症研究所（Winship Cancer Institute）的研究人員證實，即便鬆開強加在PD-1上的制動器，這些腫瘤特異性的T細胞仍然需要「燃料」進行增殖和恢復有效的免疫反應。這種燃料來自基於CD28分子的共刺激（co-stimulation）。相關研究結果於2017年3月9日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Rescue of exhausted CD8 T cells by PD-1–targeted therapies is CD28-dependent」。

儘管PD-1靶向藥物取得成功，但是很多病人的腫瘤並不對它們作出反應。這項研究的發現表明存在於T細胞表面上的CD28可能是一種能夠預測PD-1靶向藥物是否有效的臨床生物標誌物。此外，對CD28的需求提示著共刺激可能在一些病人體內丟失了，這可能有助指導設計組合療法。

【10】Nature：令人震驚！肺部也能造血！

doi：10.1038/nature21706

在一項新的研究中，通過在活的小鼠肺部使用視頻顯微鏡，來自美國加州大學舊金山分校和加州大學洛杉磯分校的研究人員揭示出肺部在血液產生中發揮著一種之前未被識別出的作用。他們發現肺部產生小鼠血液循環中的一半以上的血小板，即形成止血的凝塊所需的血液組分。在另一項令人吃驚的發現中，他們還在小鼠肺部中鑒定出一種之前未知的造血幹細胞庫，當骨髓中的造血幹細胞耗盡時，肺部中的這些造血幹細胞能夠恢復血液產生。在此之前，人們認為骨髓中的造血幹細胞是血液產生的主要場所。相關研究結果於2017年3月22日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors」。

論文通信作者、加州大學舊金山分校醫學教授和實驗室醫學教授、肺臟學家Mark R. Looney博士說，「這些發現明確地提示著肺部具有更加複雜的作用：它不僅用於呼吸，而且也在血液的重要組分形成中發揮著一種至為重要的作用。我們在小鼠體內觀察到的結果提示著肺部可能也在人體的血液形成中發揮著一種關鍵性的作用。」

這些發現可能對理解血小板減少症（thrombocytopenia）產生重大的影響。血小板減少症影響著上百萬人，而且增加危險性不受控制出血的風險。這些發現也對肺部中的造血幹細胞如何可能影響肺部移植受者提出問題。