解码癌症：研究人员揭示细胞是如何"叛变"的

解码癌症：研究人员揭示细胞是如何"叛变"的访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器约翰斯-霍普金斯大学医学院的科学家们绘制了人类乳腺和肺细胞中的一条分子途径，它可能导致基因组过度复制，而这正是癌细胞的一个特征。这些发现最近发表在《科学》杂志上，揭示了当一组分子和酶触发并调节所谓的"细胞周期"（用细胞的遗传物质制造新细胞的重复过程）时，会出现什么问题。研究人员认为，这些发现可用于开发中断细胞周期障碍的疗法，并有可能阻止癌症的生长。为了复制，细胞会遵循一个有序的程序，首先复制整个基因组，然后分离基因组副本，最后将复制的DNA平均分成两个"子"细胞。人类细胞的每对染色体有23对--一半来自母亲，一半来自父亲，包括性染色体X和Y--即总共46对，但已知癌细胞会经历一个中间状态，即拥有双倍的数量--92条染色体。这是如何发生的是一个谜。约翰霍普金斯大学医学院分子生物学和遗传学副教授塞尔吉-雷戈特（SergiRegot）博士说："癌症领域科学家们的一个永恒问题是：癌细胞基因组是如何变得如此糟糕的？我们的研究对细胞周期的基础知识提出了挑战，让我们重新评估了关于细胞周期如何调节的想法"。细胞周期调控面临的挑战雷戈特说，复制基因组后受到压力的细胞会进入休眠或衰老阶段，并错误地冒着再次复制基因组的风险。一般来说，这些休眠细胞在被免疫系统"识别"为有问题的细胞后，最终会被清除。但有时，尤其是随着年龄的增长，免疫系统无法清除这些细胞。如果任由这些异常细胞在体内游荡，它们就会再次复制基因组，在下一次分裂时对染色体进行洗牌，从而引发癌症。为了确定细胞周期中出现问题的分子途径的细节，雷戈特和研究生研究助理康纳-麦肯尼（ConnorMcKenney）领导约翰-霍普金斯大学的研究小组，重点研究了乳腺导管和肺组织中的人类细胞。原因何在？这些细胞的分裂速度通常比体内其他细胞更快，从而增加了观察细胞周期的机会。观看这段视频，了解细胞在不分裂的情况下经历两次复制基因组的细胞周期阶段。细胞核中出现的亮点表明DNA正在复制的位置。资料来源：约翰-霍普金斯大学医学院塞尔吉-雷戈特实验室雷戈特的实验室擅长对单个细胞进行成像，因此特别适合发现极少数没有进入休眠期、继续复制基因组的细胞。在这项新研究中，研究小组仔细观察了数千张单细胞在细胞分裂过程中的图像。研究人员开发了发光生物传感器，用于标记细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）。他们发现，各种CDK在细胞周期的不同时期激活。在细胞受到环境压力（如干扰蛋白质生产的药物、紫外线辐射或所谓的渗透压（细胞周围水压的突然变化））后，研究人员发现CDK4和CDK6的活性降低了。细胞周期破坏的研究结果五到六小时后，当细胞开始准备分裂时，CDK2也受到了抑制。此时，一种名为无丝分裂促进复合物（APC）的蛋白质复合物在细胞分裂前的阶段被激活，这一步骤被称为有丝分裂。Regot说："在研究中的受压环境中，APC激活发生在有丝分裂之前，而通常人们只知道它在有丝分裂过程中激活。"当暴露在任何环境压力下时，约90%的乳腺细胞和肺细胞会离开细胞周期，进入安静状态。在他们的实验细胞中，并非所有细胞都安静了下来。研究小组发现，约有5%-10%的乳腺细胞和肺细胞重返细胞周期，再次分裂染色体。通过另一系列实验，研究小组发现，所谓的应激活化蛋白激酶活性的增加与一小部分细胞脱离安静阶段并继续将基因组翻倍有关。雷戈特说，目前正在进行一些临床试验，测试DNA损伤剂与阻断CDK的药物。联合用药有可能促使一些癌细胞将基因组复制两次，产生异质性，最终产生抗药性。也许有药物可以阻止APC在有丝分裂前激活，从而防止癌细胞二次复制基因组，防止肿瘤阶段性进展。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431442.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431442.htm

中国专家揭示猴痘病毒DNA复制工作机制

中国专家揭示猴痘病毒DNA复制工作机制中国专家在全世界首次揭示猴痘病毒DNA复制的工作机制，将为后续抗病毒药物的研发提供关键结构基础。据《北京日报》星期四（2月8日）报道，中国医学科学院、中国科学院等在国际知名学术期刊《科学》杂志上发表这项研究成果。猴痘是由猴痘病毒引起的人畜共患病毒性疾病，目前已造成9万2000余人感染，其基因组的复制主要由自身编码的全酶复合物完成，但该复合物的工作机制尚不明确。为此，中国科学院院士高福团队领衔开展了针对猴痘病毒DNA聚合酶全酶结构的新研究。研究团队使用石墨烯网格制备了冷冻电子显微镜，首次解析了猴痘病毒聚合酶全酶复合物处于复制构象时的高分辨率三维结构，揭示了猴痘病毒DNA复制的工作机制与其具有可持续合成能力的作用模式。团队称，研究成果极大地增进了对猴痘病毒基因组复制过程的了解，将为后续抗病毒药物的开发提供关键结构基础。2024年2月8日1:36PM

由DNA和肽组成的自组装合成细胞超越了自然能力

由DNA和肽组成的自组装合成细胞超越了自然能力 新的合成细胞利用DNA和肽构建细胞骨架（用淡紫色标出）图/北卡罗来纳大学教堂山分校细胞的结构和稳定性来自细胞骨架，这是一个由蛋白质组成的交联框架，用于包裹和保护其他成分。根据细胞类型的不同，这种细胞骨架可以有不同程度的灵活性，并以不同的方式对环境做出反应，从而赋予细胞特异功能。在这项新研究中，北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家们开发出了由DNA、肽和其他遗传物质组成的合成自组装细胞骨架。该研究的第一作者罗尼特-弗里曼说："DNA通常不会出现在细胞骨架中。我们对DNA序列进行了重新编程，使其成为一种建筑材料，将多肽结合在一起。一旦将这种编程材料放入水滴中，结构就会成形。"研究人员能够对DNA进行编程，使其以不同的方式组装，从而赋予合成细胞不同的功能。它们也没有被锁定在一个目的上--改变溶液的温度可以触发不同的配置。研究小组说，将不同的肽或DNA序列组合在一起，就能制造出更大规模的可编程组织。虽然它们没有活细胞那么复杂，但这些合成细胞更容易操作，而且能在天然细胞无法处理的条件下工作。弗里曼说："合成细胞即使在122°F（50°C）的温度下也能保持稳定，这为在通常不适合人类生存的环境中制造具有超常能力的细胞提供了可能。"研究小组表示，当这些可编程细胞与其他合成细胞技术相结合时，可用于再生医学、药物输送系统和诊断工具等应用。这项研究发表在《自然-化学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428536.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428536.htm

美研究员造出类似活细胞的人造细胞

美研究员造出类似活细胞的人造细胞美国研究人员首次通过操纵脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质，制造出外观和行为与人体细胞相似的细胞。这一成果对再生医学、药物输送系统和诊断工具等方面的研究具有重要意义。新华社报道，这项于上星期二（4月23日）刊登在英国《自然·化学》杂志上的研究报告指出，蛋白质对于形成细胞的框架即细胞骨架至关重要，没有它细胞就无法运作。细胞骨架使细胞在形状和对环境的反应方面都具有灵活性。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔校区研究人员设计使用了一种新的可编程肽-DNA技术，引导蛋白质的组成成分肽合成具有功能性细胞骨架（Cytoskeleton）的细胞，它们可以改变形状并对周围环境作出反应。据介绍，DNA通常不会出现在细胞骨架中，研究人员通过对DNA序列重新编程，使其成为一种将肽结合在一起的架构材料。能以这种方式对DNA编程，意味着可以制造出具有特定功能的细胞，甚至可以微调细胞对外部压力的反应。通常，人体活细胞比该研究中合成的细胞更复杂，但也更难以预测，更容易受环境影响，而这种合成细胞即使在50摄氏度的温度下也能保持稳定。研究员介绍称，这种合成细胞材料是为执行特定功能而设计的，可根据不同的应用场景，通过添加不同的肽或DNA设计来定制。这些新材料可以与其他合成细胞技术相结合，应用于生物技术和医学等领域。2024年4月29日12:07PM

康奈尔大学的研究揭示了癌症更可能向脊椎扩散的原因

康奈尔大学的研究揭示了癌症更可能向脊椎扩散的原因在9月13日发表于《自然》（Nature）的这项研究中，研究人员发现脊椎骨来源于一种干细胞，这种干细胞不同于其他造骨干细胞。他们利用脊椎干细胞制成的类骨"有机体"，发现已知的肿瘤向脊椎扩散的趋势--比向腿骨等长骨扩散的趋势--在很大程度上是由于这些干细胞分泌的一种名为MFGE8的蛋白质。研究资深作者、威尔康奈尔医学中心病理学和实验室医学副教授、桑德拉和爱德华-迈耶癌症中心成员、纽约长老会/威尔康奈尔医学中心病理学家马修-格林布拉特博士说："我们怀疑，许多优先涉及脊柱的骨科疾病是由于椎骨干细胞的独特特性造成的。"近年来，格林布拉特博士和其他科学家发现，不同类型的骨骼来源于不同类型的骨干细胞。由于脊椎骨与其他骨骼（如手臂和腿骨）相比，在生命早期沿着不同的路径发育，而且似乎有着独特的进化轨迹，格林布拉特博士和他的团队假设可能存在一种独特的脊椎干细胞。研究人员首先根据已知的骨骼干细胞表面蛋白标记，从实验室小鼠的不同骨骼中分离出广为人知的骨骼干细胞，这些细胞可产生所有骨骼和软骨。然后，他们分析了这些细胞的基因活动，看看是否能找到与脊椎骨相关的细胞的独特模式。将形成脊柱的新干细胞移植到模型生物体中，让其形成微型椎骨（红色）。乳腺癌肿瘤细胞（绿色）侵入骨骼，表明这种新脊椎干细胞负责招募乳腺癌细胞。资料来源：孙俊这项工作取得了两项重要发现。首先是基于表面标记的骨骼干细胞整体新定义更加准确。这一新定义排除了旧干细胞定义中包含的一组非干细胞细胞，从而使该领域之前的一些研究变得模糊不清。第二个发现是，来自不同骨骼的骨骼干细胞在基因活性方面确实存在系统性差异。通过这一分析，研究小组确定了脊椎干细胞的一组独特标记，并在小鼠和实验盘细胞培养系统的进一步实验中证实了这些细胞在形成脊柱骨方面的功能作用。研究人员接下来研究了脊柱与其他类型骨骼相比对肿瘤转移（包括乳腺癌、前列腺癌和肺癌转移）具有相对吸引力的现象。20世纪40年代的传统理论认为，这种"脊柱趋向性"与血流模式有关，相对于长骨，脊柱更容易转移肿瘤。但是，当研究人员在动物模型中再现脊柱趋向现象时，他们发现有证据表明血流并不是原因--事实上，他们发现了一条线索，指向脊椎干细胞可能是罪魁祸首。研究第一作者、格林布拉特实验室博士后研究员孙军博士说："我们观察到，转移性肿瘤细胞最初播种的部位主要在骨髓区域，而脊椎干细胞及其后代细胞就位于该区域。"研究小组随后发现，移除脊椎干细胞可消除脊柱骨和长骨之间转移率的差异。最终，他们确定，脊椎干细胞比长骨干细胞分泌更多的蛋白质MFGE8是脊柱趋向性的主要因素。为了证实这些发现与人类的相关性，研究小组与特别外科医院（HospitalforSpecialSurgery）的研究人员合作，确定了小鼠脊椎干细胞的人类对应物，并描述了它们的特性。研究人员目前正在探索阻断MFGE8的方法，以降低癌症患者脊柱转移的风险。格林布拉特博士说，更广泛地说，他们正在研究脊椎干细胞的独特特性如何导致脊椎疾病。格林布拉特博士说："骨科中有一门分支学科叫脊柱骨科，我们认为该临床类别中的大多数病症都与我们刚刚确定的这种干细胞有关。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383907.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383907.htm

新研究揭示了一种代谢物是如何导致炎症和疾病的

新研究揭示了一种代谢物是如何导致炎症和疾病的例如，克雷布斯循环中富马酸水解酶（FH）的短缺，是线粒体中的一个关键代谢途径，导致了人类的一种严重的肾癌。FH的缺失导致富马酸盐分子的堆积，这是一个促进癌症发展的因素。因此，富马酸盐被称为致癌代谢物或简单的"合成代谢物"。由亚历山大-冯-洪堡教授ChristianFrezza博士领导的研究小组，以前在剑桥大学（英国），现在在科隆大学的CECAD卓越老化研究集群，现在与剑桥大学Prudent教授领导的研究小组一起开发了一个新的小鼠和细胞模型，以加深对侵略性肾癌的理解。在这些模型中，富马酸水解酶基因的沉默可以被科学家们在时间上控制。科学家们结合使用高分辨率成像技术和精确的生化实验，表明富马酸盐导致线粒体损伤。这反过来又将线粒体的遗传物质释放在被称为线粒体衍生囊泡的小囊泡中。这些充满线粒体DNA（mtDNA）和RNA（mtRNA）的小泡引发免疫反应，最终导致炎症。这项研究最近发表在《自然》杂志上。弗雷扎教授说："我们的研究首次显示了线粒体代谢物与炎症发病之间的相关性，这可能是癌症和自身免疫性疾病的触发因素。基于这些发现，我们现在可以研究治疗患者的新方法，这将有望在未来开发出新的治疗策略来治疗癌症患者"。此外，由LukeO'Neill教授领导的都柏林三一生物医学研究所的一个小组与ChristianFrezza的研究小组合作，描述了巨噬细胞中的一个类似机制。巨噬细胞是身体的细胞，负责消除有害微生物。在这里，研究人员发现，巨噬细胞线粒体释放的线粒体RNA，而不是DNA，是炎症的主要触发因素。该研究"巨噬细胞富马酸盐水解酶抑制mtRNA介导的干扰素产生"也发表在《自然》杂志上。这项研究是在剑桥大学和科隆大学的CECAD卓越老化研究集群进行的。它得到了英国癌症研究中心、欧洲研究理事会、德国研究基金会（DFG）、亚历山大-冯-洪堡基金会和医学研究理事会的资助。这项合作研究是在爱尔兰都柏林三一生物医学研究所的LukeO'Neill实验室进行的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358821.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358821.htm