2017年1月6日Science期刊精华

本周又有一期新的Science期刊（2017年1月6日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。

1.Science：重磅！利用CRISPRi鉴定出细胞生长所需的499个lncRNA
doi:10.1126/science.aah7111

长链非编码RNA（lncRNA）是一类神秘的长200多个核苷酸但不会编码任何蛋白的分子。如今，在一项新的研究中，研究人员鉴定出499个lncRNA是功能性的，并且在理解这些分子如何发挥作用 方面取得重大进展。他们报道，不同于大多数蛋白编码基因---它们往往是众多细胞系所必需的---的是，针对测试的6种细胞系，在鉴定出的lncRNA中，将近90%的lncRNA似乎影响仅仅其中的 一种细胞系的强劲生长。

Lim、Weissman和同事们开发出一种CRISPR干扰（CRISPR interference, CRISPRi）平台，这种平台靶向7种不同的细胞系---6种转化的细胞系和一种人诱导性多能干细胞---中的16,401个 lncRNA位点。通过利用他们的这种经过修饰的CRISPR技术抑制每个候选lncRNA的表达从而对上千个位点进行筛选之后，他们鉴定出499个lncRNA位点是强劲的细胞生长所需要的，其中89%的位 点似乎仅在一种细胞类型中发挥功能。

Rinn说，“这项研究是首次在特定的细胞系中对lncRNA进行全基因组筛选。依据这项研究，我们如今能够作出结论：大多数lncRNA在细胞活力中发挥着重要作用，正如猜测中的那样。但是如 今，可以这么说，一切还得实践证明。”

2.Science：科学家成功解析HIV病毒关键结构 攻克重大难题
doi:10.1126/science.aah5163; doi:10.1126/science.aah7002

美国Salk研究所的科学家们最近解析了HIV 病毒中一个关键部分的原子结构，这个叫做整合体（intasome）的关键结构能够帮助HIV整合到人类宿主DNA并在体内复制。相关研究结果发表在国 际学术期刊Science上，该研究有助于开发新的HIV治疗药物。

研究人员使用了单颗粒低温电子显微镜，这种技术能够帮助科学家们对比较大的复杂动态分子进行图像捕捉。他们在病毒整合体上添加了一个特殊蛋白促进整合体在甘油中的溶解性，并加入 了一些盐离子防止蛋白聚集成块。

所有逆转录病毒的整合体都有核心结构成分来执行整合功能。研究人员将HIV整合体的核心成分与PFV的进行对比发现两者存在一些差别。研究人员表示，虽然只是很小的差别，但是对于药物 开发和理解药物抵抗机制来说可能非常重要。

令研究人员感到惊讶的是，HIV的整合体比其他逆转录病毒更加复杂。之前已经知道HIV整合体的核心由四部分组成，但是新研究发现HIV整合体还有更多的组成部分。研究证据表明更加复杂的 整合体可以更好地帮助HIV将自身整合到宿主基因组中。

研究人员表示，HIV整合体的复杂性提示了自然如何塑造逆转录病毒的进化。HIV 病毒可以完成其他病毒不能完成的功能，比如通过活跃的转运过程进入细胞核而不需要等待细胞分裂。研究人 员打了个比方：HIV就像是奢侈品汽车，而其他逆转录病毒则是经济型汽车，虽然它们都是汽车但是HIV的整合体进行了更加重要的升级来完成不同工作。

3.Science：前列腺癌病人为何抵抗雄激素剥夺治疗?科学家找到重要原因
doi:10.1126/science.aah4199; doi:10.1126/science.aam5355

发生转移的前列腺癌目前仍然不可治愈。在发表在国际学术期刊Science上的一项新研究中，罗斯威尔帕克癌症研究所的科学家们发现两个重要基因能够帮助前列腺癌进展促进治疗抵抗的发生 。他们的工作阐述了前列腺癌对治疗产生适应性的新机制，为干扰甚至逆转这一致命过程提供了新的可能。

“雄激素剥夺治疗是治疗发生转移的前列腺癌病人的常用方法。虽然大多数病人会在开始治疗的时候产生应答，但是癌症几乎总会复发并且变得侵袭性更强也更致命。我们发现了导致前列腺 癌进一步进展的新机制，为预防和治疗这种致死性更强的前列腺癌提供了新机会。”来自罗斯威尔帕克癌症研究所的David Goodrich教授这样说道。

“重要的是，这些发现帮助我们进一步理解了前列腺癌是如何对治疗产生了适应性，癌细胞如何从依赖一个特定的治疗靶点变得对靶点的功能不再依赖。这一发现为延缓甚至逆转这种适应性 提供了可能，从而延长目前治疗方法的有效作用时间。对前列腺癌的了解或可适用于其它类型的癌症。”文章共同作者Leigh Ellis教授这样说道。

在这项研究中，研究人员借助临床前模型发现抑癌基因Rb1的缺失会诱导前列腺癌对治疗产生适应性并促进前列腺癌的转移进展。他们还发现另外一个基因EZH2表达增加也与前列腺癌对治疗产 生的适应性有关，或可用作治疗这种前列腺癌的靶点。通过EZH2抑制剂药物治疗产生抵抗的肿瘤可以增加前列腺癌对雄激素剥夺治疗的敏感性。该研究团队希望能够在临床研究中进一步验证 这些发现。

4.Science：SOX2促进前列腺癌产生治疗抵抗性机制
doi:10.1126/science.aah4307; doi:10.1126/science.aam5355

前列腺癌生长是由雄激素促发的。基于靶向雄激素受体（androgen receptor, AR）的药物的雄激素剥夺治疗（androgen deprivation therapy, ADT）是治疗转移性前列腺癌病人的常用方法 。虽然大多数病人会在开始治疗的时候产生应答，但是癌症几乎总会复发并且变得更具侵袭性，也更加致命。

为了更加深入探究这种治疗抵抗性产生的机制，在一项新的研究中，来自美国斯隆凯特琳癌症纪念中心的Charles L. Sawyers及其团队利用体外和体内人前列腺癌模型证实这些肿瘤能够通过 在表型上由AR依赖性导管腔上皮细胞转化为不依赖于AR的基底样细胞，对抗雄激素药物恩杂鲁胺（enzalutamide）产生耐药性。这种细胞谱系可塑性是由TP53和RB1的功能性缺失引起的，并且 受到重编程转录因子SOX2表达上调的调节。

Sawyers团队进一步证实恢复TP53和RB1的功能或抑制SOX2表达能够逆转这种细胞谱系可塑性。

5.Science：在出生后识别面部的大脑区域继续在生长
doi:10.1126/science.aag0311

当我们长大时---至少直到30岁左右，我们能够更好地识别面部。一项新的研究提示着这可能部分上是因为大脑中的面部识别区域在整个童年时期持续在生长。

论文通信作者、美国斯坦福大学神经科学家Kalanit Grill-Spector和她的同事们比较了年龄在5到12岁之间的22名儿童和年龄在22岁到28岁之间的25名成年人的MRI扫描数据，结果发现作为一 种参与面部识别的大脑区域，梭状回（fusiform gyrus）在从童年到成年时增加了12.6%。

利用一种基于计算机的面部辨识测试方法，Grill-Spector和她的团队也发现如果一名参与者具有更大的梭状回，那么他或她也通常具有更好的面部记忆。根据这些研究人员的说法，对这一发 现进一步进行研究可能有助科学家们更好地理解人面失认症（prosopagnosia）和脸盲症等疾病。在这些疾病中，面部识别能力受到损害。

这项研究的一个值得关注的结果是研究人员猜测梭状回生长是由于细胞体、树突和髓鞘等梭状回周围的结构在增加，以及梭状回中的神经元数量在增加。这有力反驳了一种在科学家之间广泛 持有的观点：突触修剪（synaptic pruning）主导大脑发育过程。

6.Science：对减数分裂DNA双链断裂和切除进行全基因组分析
doi:10.1126/science.aak9704

减数分裂是特殊的细胞分裂，利用双倍体亲代细胞产生单倍体配子。在同源染色体之间发生的减数分裂重组确保染色体合适地分离到子细胞中。Eleni P. Mimitou等人在酵母中对DNA双链断裂末端的切除进行了全基因组分析。这种切除产生在减数分裂重组中起着至关重要作用的单链尾巴。Tel1激酶促进这种切除的启动。在正常情形下包被着DNA的核小体需要解组装以便快速和高效地切除。

7.Science：青藏高原在全新世初期就有永久性人类居住
doi:10.1126/science.aag0357

M. C. Meyer等人利用几种年代测定技术分析了高海拔位点（4270m）的沉积物。他们的分析结果表明人类7400年前，而且可能在更早的时间，在青藏高原居住。这些时间与西藏人的遗传历史相一致，而且提示着在农业社会前，当时更加潮湿的区域气候使得青藏高原的永久性人类居住成为可能。

8.Science：灯笼果化石和茄科植物的早期起源
doi:10.1126/science.aag2737

Peter Wilf等人介绍了来自阿根廷的0.52亿年前的灯笼果（lantern fruit）化石。灯笼果属于现代的酸浆属（Physalis）植物。这些化石发现提示着灯笼果谱系的一种更早的起源，并且表明茄科植物可能在冈瓦纳超大陆（Gondwanan supercontinent）最终解体之前已发生多样化。

9.Science：揭示传粉者为何整体上选择并不那么甜的花蜜
doi:10.1126/science.aah4219; doi:10.1126/science.aal4193

吃花蜜的传粉者当被给予选择时，倾向于偏好含有高浓度糖的花蜜。然而，产生花蜜的植物倾向于产生浓度更低的花蜜。这种选择压力和性状价值之间的不匹配性长期以来被视为一种进化悖 论。Vladislav Nachev等人利用在哥斯达黎加雨林中实时产生的一种动态花阵，证实这种悖论事实上是由传粉者的选择造成的。蝙蝠传粉者是基于花蜜甜度较小的非线性差异进行选择的，而这会导致在整体上选择并不那么甜的花蜜。