研究发现RNA结合蛋白是导致严重哮喘的关键因素

研究发现RNA结合蛋白是导致严重哮喘的关键因素人们对导致哮喘的炎症过程非常了解，但却不了解导致哮喘的基因。现在，伦敦国王学院研究人员领导的一项新研究首次揭示了RNA及其调控的蛋白质所发挥的重要作用。研究人员从哮喘患者和非哮喘患者的细胞中获得了RNA遗传数据。RNA可以传输和解释DNA中的遗传密码。信使RNA（mRNA）将蛋白质信息从细胞核中的DNA带到细胞质或细胞内部。RNA结合蛋白选择性地与mRNA结合，将它们定位在亚细胞区室中，并调节蛋白质的合成。他们发现，两种RNA结合蛋白ZFP36L1和ZFP36L2在哮喘患者中明显失调。当这两种蛋白在重症哮喘患者的支气管上皮细胞中得到恢复时，研究人员观察到控制严重炎症的基因的表达发生了变化。他们的结论是，ZFP36L1和ZPF36L2驱动了哮喘患者上皮细胞基因表达的变化。研究人员发现，在暴露于家尘螨以诱发哮喘样症状的小鼠中，这些蛋白质在小鼠的气道细胞中错位定位。与定位到亚细胞区的蛋白质不同，定位错误的蛋白质无法正常发挥作用。根据这一发现，研究人员认为，定位错误的蛋白质通过在细胞中发挥不同的功能，导致了哮喘所特有的炎症。虽然目前的研究表明，mRNA表达的调控是哮喘的一个基本过程，但还需要进一步的研究来证实这些RNA蛋白在人体中的作用，并更好地了解它们对呼吸系统健康的影响。该研究发表在《细胞与发育生物学前沿》（FrontiersinCellandDevelopmentalBiology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392685.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392685.htm

新研发的RNA工具可以照亮大脑电路甚至编辑特定的细胞

新研发的RNA工具可以照亮大脑电路甚至编辑特定的细胞杜克大学的科学家们已经开发出一种基于RNA的编辑工具，针对单个细胞，而不是基因。它能够精确瞄准任何类型的细胞，并有选择地添加任何感兴趣的蛋白质。研究人员说，该工具可以使修改非常具体的细胞和细胞功能来管理疾病。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1324067.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1324067.htm

研究人员发现植物如何重新规划其细胞以对抗入侵者

研究人员发现植物如何重新规划其细胞以对抗入侵者在战争时期，工厂可以重新调整以支持战斗的需要。装配线改变路线，从制造汽车零件到制造机枪，或从生产洗衣机到生产飞机引擎。现在杜克大学研究人员发现，植物也可以从和平时期转向战时生产。农作物和其他植物经常受到微生物的攻击，包括细菌、病毒和其他病原体。当植物感觉到微生物入侵时，它的细胞内的蛋白质化学汤会发生深刻的变化。在最近发表在《细胞》杂志上的一项新研究中，研究人员揭示了植物细胞中的关键成分，这些成分对其蛋白质制造机器进行了重新编程以对抗疾病。每年，大约15%的作物产量因细菌和真菌疾病而损失，使全球经济损失约2200亿美元。植物依靠其免疫系统来帮助它们进行反击。与动物不同，植物没有专门的免疫细胞，可以通过血液到达感染的地点。相反，植物中的每一个细胞都必须能够站立和战斗来保护自己，迅速转变为战斗模式。当植物受到攻击时，它们将优先事项从生长转向防御。这意味着细胞开始合成新的蛋白质并抑制其他蛋白质的产生。细胞中数以万计的蛋白质做了许多工作：催化反应，识别外来物质，作为化学信使，并将材料移入和移出。为了制造一种特定的蛋白质，细胞核内的DNA中遗传指令被转录成一种叫做mRNA的信使分子。这条mRNA链然后进入细胞质，在那里被称为核糖体的结构"读取"信息并将其翻译成蛋白质。在一项研究中，研究人员发现当植物被感染时，某些mRNA分子会比其他分子更快地翻译成蛋白质。研究人员发现，这些mRNA分子的共同点是RNA链前端的一个区域，其遗传密码中的字母反复出现，其中核苷酸碱基腺嘌呤和鸟嘌呤不断重复。研究人员证明，当植物检测到病原体攻击时，为核糖体登陆和读取mRNA提供信号的分子路标被移除，这使细胞无法制造其典型的"和平时期"蛋白质。相反，核糖体绕过通常的翻译起点，使用RNA分子内反复出现的As和Gs区域进行对接，并从那里开始阅读，基本上走了一条捷径，通过了解植物如何取得这种平衡，研究人员希望找到新的方法来设计抗病作物，而不影响产量。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310915.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310915.htm

如果海洋温度持续上升 章鱼可能会失去视力而难以生存

如果海洋温度持续上升章鱼可能会失去视力而难以生存研究人员说，失去视觉将对章鱼产生重大影响，因为章鱼的生存高度依赖视觉。章鱼大脑约70%的部分用于视觉，它在交流和发现捕食者和猎物方面起着至关重要的作用。研究人员将未出生的章鱼和它们的母亲暴露在三种不同的温度下：19℃的对照温度、模拟当前夏季温度的22℃和预测2100年可能出现的夏季温度的25℃。研究发现，与其他温度下的章鱼相比，暴露在25C温度下的章鱼产生的负责视觉的蛋白质要少得多。阿德莱德大学生物科学学院应届博士毕业生、该研究的第一作者QiazHua博士说："其中一种是动物眼睛晶状体中大量存在的结构蛋白，用于保持晶状体的透明度和光学清晰度，另一种则负责眼睛感光器中视觉色素的再生。"研究还发现，温度越高，未出生后代的出生率越高，怀孕母亲的早亡率也越高。在25C温度条件下饲养的三个章鱼品种中，有两个品种的卵没有孵化。研究人员说，这部分是由于母章鱼在卵的早期发育阶段死亡造成的。在这种温度下饲养的第三窝章鱼孵化出的卵不到一半。科学家们说，这窝章鱼卵的母亲表现出了"明显的压力迹象"，这是暴露在较低温度下的母亲所没有的。他们发现存活下来的幼体表现出"巨大的热应力，不太可能存活到成年"。Hua说，这意味着"全球变暖可能同时影响多代"。这项研究强调，"即使是章鱼这样适应性很强的类群，它们也可能无法在未来的海洋变化中生存下来"。"三度左右的变化就开始看到生物的损伤。"阿德莱德大学生物科学系主任布朗温-吉兰德斯（BronwynGillanders）说，这项研究并不是对全球升温情况的直接再现，因为章鱼所面临的升温速度比未来几十年的升温速度更快，"很难说这项研究的结果是否会模拟2100年的现实。但她说，气温升高显然对章鱼不利。"没有参与这项研究的新南威尔士大学水生生态学家贾斯敏-马蒂诺（JasminMartino）说，研究结果与以前的文献相矛盾，以前的文献认为头足类动物（包括章鱼和鱿鱼）由于适应性强，可能是气候危机中的相对"赢家"。这项研究揭示出，在热带等热应力不可避免的地区，热应力反应可能会压垮章鱼的应对能力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427418.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427418.htm

科学家发现麻疹病毒导致致命神经系统疾病的原理

科学家发现麻疹病毒导致致命神经系统疾病的原理他们的研究结果将于今天（1月27日）在《科学进展》杂志上报告。如果你到了一定的年龄，你可能在小时候就出过麻疹。由于疫苗的作用，许多1970年代以后出生的人从未得过这种病。这种病是由同名病毒引起的，它是至今为止最具传染性的病原体之一。世界卫生组织估计，2021年全世界有近900万人感染了麻疹，死亡人数达到12.8万人。F蛋白的突变是麻疹病毒融合和感染神经元的关键。这种感染有两种主要策略。最初，由于受到正常F蛋白（黑匣子）的干扰，突变体F蛋白的融合活性受到抑制。这种干扰通过突变的积累和融合原性的增加而被克服（橙色方框）。在另一种情况下，F蛋白的不同突变起到相反的作用，降低了融合活性，但反过来与正常F蛋白合作，增加了融合活性（蓝框）。因此，即使是看起来不能感染神经元的突变体F蛋白仍然可以感染大脑。资料来源：九州大学/HidetakaHarada/YutaShirogane九州大学医学系助理教授YutaShirogane解释说："尽管可以使用疫苗来防疫，但最近的COVID-19大流行使疫苗接种麻疹疫苗的工作受挫。SSPE是一种由麻疹病毒引起的罕见但致命的疾病。然而，正常的麻疹病毒没有在大脑中传播的能力，因此目前还不清楚它是如何引起脑炎的"。一种病毒通过一系列从其表面突出的蛋白质来感染细胞。通常情况下，一种蛋白质首先会促进病毒附着在细胞表面，然后另一种表面蛋白质会引起反应，让病毒进入细胞，导致感染。因此，一种病毒能或不能感染什么在很大程度上取决于细胞的类型。"通常情况下，麻疹病毒只感染你的免疫和上皮细胞，引起发烧和皮疹，"Shirogane继续说。"因此，在SSPE患者中，麻疹病毒必须留在他们体内并发生变异，然后获得感染神经细胞的能力。像麻疹这样的RNA病毒变异和进化的速度非常快，但它如何进化到感染神经元的机制一直是个谜"。麻疹病毒是一种带有脂质双分子层的包膜病毒。该双分子层容纳了与受体结合的血凝素（H）蛋白和融合（F）蛋白。为使感染发生，H蛋白首先与目标细胞上的受体结合，然后F蛋白改变其构象以融合膜。资料来源：九州大学/HidetakaHarada/YutaShirogane让麻疹病毒感染细胞的关键角色是一种叫做融合蛋白的蛋白质，或F蛋白。在该团队之前的研究中，他们表明F蛋白的某些突变使其处于"超融合"状态，允许其融合到神经突触上并感染大脑。在他们的最新研究中，该小组分析了SSPE患者的麻疹病毒基因组，发现其F蛋白中积累了各种突变。有趣的是，某些突变会增加感染活性，而其他突变实际上会降低感染活性。"这令人惊讶，但我们找到了一个解释。当病毒感染一个神经元时，它通过'整体传播'感染它，其中多个病毒基因组副本进入细胞，"Shirogane继续说。"在这种情况下，编码突变体F蛋白的基因组与正常F蛋白的基因组同时传播，两种蛋白很可能在受感染的细胞中共存。"基于这一假设，该团队分析了正常F蛋白存在时突变体F蛋白的融合活性。他们的结果显示，由于受到正常F蛋白的干扰，突变体F蛋白的融合活性被抑制，但这种干扰会被F蛋白中突变体的积累所克服。当F蛋白在神经元突触处诱导膜融合时，多个麻疹病毒基因组同时传输到下一个神经元。这种现象被称为"整群传播"。在这种情况下，正常的和突变的基因组同时传播，导致正常和突变的F蛋白在受感染的细胞中共同表达。在另一个案例中，研究小组发现，F蛋白的一组不同的突变导致了完全相反的结果：融合活性的降低。然而，令他们惊讶的是，这种突变实际上可以与正常的F蛋白合作，增加融合活性。因此，即使是看起来无法感染神经元的突变体F蛋白仍然可以感染大脑。这几乎与病毒传播的'适者生存'模式相悖。事实上，这种突变体相互干扰和/或合作的现象被称为'Sociovirology'。这仍然是一个新的概念，但研究人员已经观察到病毒像一个群体一样相互作用。这是一个令人兴奋的前景。该团队希望他们的研究结果将有助于开发治疗SSPE的药物，以及阐明与麻疹有类似感染机制的病毒的共同进化机制，如新型冠状病毒和疱疹病毒。"在病毒致病的机制中，有许多谜团。自从我还是一名医学院学生时，我就对麻疹病毒如何引起SSPE感兴趣。我很高兴我们能够阐明这种疾病的机制，"Shirogane总结道。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341299.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341299.htm

新发现的蛋白质可重新编程心脏肌肉细胞

新发现的蛋白质可重新编程心脏肌肉细胞人类成纤维细胞被重新编程为心肌细胞样细胞。免疫荧光显示不同的分子。DNA（蓝色），心脏肌钙蛋白T（橙色），和α肌动蛋白（绿色）。北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员在最近发表在《细胞干细胞》杂志上的一项研究中，发现了一种更简化和有效的方法来重新编程成纤维细胞，也就是构成疤痕组织的细胞，成为健康的心肌细胞（心肌细胞）。成纤维细胞负责构成纤维状、僵硬的组织，在心脏病发作后或因心脏病而导致心脏衰竭。将成纤维细胞转化为心肌细胞正在被研究为未来可能的治疗方法，甚至是治愈这种广泛而致命的疾病。令人惊讶的是，新的心肌细胞制造方法的关键竟然是一种蛋白质Ascl1，一种已知在成纤维细胞转化为神经元过程中很重要的基因活性控制蛋白，Ascl1以前被认为是神经元特异性的。该研究的高级作者、联合国大学病理学和实验室医学系副教授、联合国大学医学院麦卡利斯特心脏研究所副主任LiQian博士说："这是一个突破性的发现，我们希望它在开发未来的心脏疗法和潜在的其他种类的治疗性细胞重编程中发挥作用。"在过去15年里，科学家们开发了各种技术，将成人细胞重新编程成为干细胞，然后诱导这些干细胞成为其他类型的成人细胞。最近，科学家们一直在寻找更直接地进行这种重编程的方法-直接从一种成熟细胞类型变成另一种。人们一直希望，当这些方法被制成最大限度的安全、有效和高效时，医生将能够使用简单的注射给病人，将致害细胞重新编程为有益细胞。"重编程成纤维细胞一直是该领域的重要目标之一，"Qian说。"成纤维细胞过度活跃是许多重大疾病和病症的基础，包括心力衰竭、慢性阻塞性肺病、肝病、肾病和中风后出现的疤痕状脑损伤。"在这项新研究中，Qian的团队，包括共同第一作者博士后HaofeiWang和医学博士/博士生BenjaminKeepers使用三种现有技术将小鼠成纤维细胞重新编程为心肌细胞、肝细胞和神经元。他们的目的是对这三种不同的重编程过程中细胞的基因活动模式和基因活动调节因子的变化进行编目和比较。出乎意料的是，研究人员发现，将成纤维细胞重新编程为神经元时，激活了一组心肌细胞的基因。很快，他们确定这种激活是由于Ascl1，即用于制造神经元的主程序员"转录因子"蛋白之一。由于Ascl1激活了心肌细胞基因，研究人员将其加入他们一直用于制造心肌细胞的三种转录因子鸡尾酒中，随后他们惊讶地发现，这极大地提高了重编程的效率--成功重编程的细胞比例超过了10倍。事实上，他们发现，他们现在可以省去原来的三种因子中的两种，只保留Ascl1和另一种叫做Mef2c的转录因子。在进一步的实验中，他们发现有证据表明Ascl1本身可以激活神经元和心肌细胞的基因，但当它与Mef2c一起使用时，就会从促进神经元的作用中转移出来。在与Mef2c的协同作用下，Ascl1开启了一组广泛的心肌细胞基因。Qian说："Ascl1和Mef2c一起工作，发挥出有利于心肌细胞的作用，而这两个因子都没有单独发挥出这种作用，因此是一种强有力的重编程鸡尾酒。"研究结果表明，用于直接细胞重编程的主要转录因子不一定只针对一种目标细胞类型。也许更重要的是，它们代表了在未来细胞重编程治疗重大疾病的道路上迈出的另一步。Qian说，她和她的团队希望制造出一种二合一的合成蛋白，其中包含Ascl1和Mef2c的有效位点，并可以注射到衰竭的心脏中以修补它们。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332421.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332421.htm