人的情緒狀態(tài)部分受到腦部杏仁核結(jié)構(gòu)的控制
,杏仁核結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)處理一些積極情緒比如幸福感,以及消極情緒比如恐懼和焦慮
。
美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員進(jìn)行了一項(xiàng)新研究
,發(fā)現(xiàn)情緒受到兩個(gè)神經(jīng)元群體的控制
,這兩個(gè)神經(jīng)元群體負(fù)責(zé)編碼快樂和恐懼記憶。除此之外
,這些細(xì)胞群體之間還會(huì)相互抑制
,表明這兩個(gè)神經(jīng)元群體的不平衡可能與抑郁以及創(chuàng)傷后精神失調(diào)等精神紊亂疾病有關(guān)。
神經(jīng)元群體被發(fā)現(xiàn).png)
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊nature neuroscience上
。
在這項(xiàng)研究中研究人員證明他們能夠在小鼠體內(nèi)逆轉(zhuǎn)記憶的情緒關(guān)聯(lián)
,為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),他們?cè)谛∈筇幱诳鞓敷w驗(yàn)的時(shí)候人為激活了已經(jīng)儲(chǔ)存了包含負(fù)面情緒的記憶的海馬細(xì)胞
,這樣的處理方式削弱了恐懼情緒與原來記憶之間的關(guān)聯(lián)性
,用一種更加積極的情緒替換了恐懼情緒。
但是相同的策略對(duì)位于基底外側(cè)杏仁核的神經(jīng)元(bla細(xì)胞)并不起作用
,這表明這些神經(jīng)元可能本身就負(fù)責(zé)編碼恐懼或者快樂記憶
。隨后研究人員想要尋找一些基因差異,可以用來區(qū)分負(fù)責(zé)恐懼和負(fù)責(zé)獎(jiǎng)賞的神經(jīng)元群體
,因此他們分析了bla細(xì)胞中開啟表達(dá)的所有基因
,最后在負(fù)責(zé)編碼快樂記憶的bla細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在負(fù)責(zé)編碼恐懼記憶的細(xì)胞中不表達(dá)的基因。除此之外
,他們還在負(fù)責(zé)編碼恐懼記憶的細(xì)胞中找到了一個(gè)獨(dú)特的標(biāo)記基因
。
這個(gè)與獎(jiǎng)賞神經(jīng)元有關(guān)的基因叫做ppp1r1b,其表達(dá)產(chǎn)物參與多巴胺信號(hào)途徑
,對(duì)于快樂情緒的形成是非常重要的
。但是目前對(duì)于與恐懼神經(jīng)元相關(guān)的基因rspo2的功能還不清楚。
而在解剖學(xué)上bla區(qū)域也分為前后兩部分
,研究人員發(fā)現(xiàn)表達(dá)rspo的恐懼神經(jīng)元細(xì)胞組成了前部區(qū)域
,而表達(dá)ppp1r1b的獎(jiǎng)賞神經(jīng)元細(xì)胞組成了后部區(qū)域
。
研究人員還借助光遺傳技術(shù)證實(shí)了上述兩群神經(jīng)元細(xì)胞在記憶形成過程中發(fā)揮的重要作用
。他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)表達(dá)rspo2的神經(jīng)元受到抑制
,小鼠不會(huì)形成恐懼記憶,而當(dāng)表達(dá)ppp1r1b的神經(jīng)元受到抑制
,小鼠不會(huì)形成快樂記憶
。研究人員還發(fā)現(xiàn)每一群神經(jīng)元都能抑制另外一群神經(jīng)元:當(dāng)刺激獎(jiǎng)賞神經(jīng)元產(chǎn)生活性,恐懼神經(jīng)元的活性就會(huì)受到抑制
,反之亦然
。這表明大腦始終在維持這兩個(gè)神經(jīng)元群體活性的平衡。
研究人員表示
,這些結(jié)果加深了人們對(duì)于情緒記憶加工過程的理解
,為未來進(jìn)行情緒功能和功能失調(diào)的研究開啟了新的大門。
Nature導(dǎo)讀生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)匯總(2022年5月下旬)
日本東京大學(xué)Umeharu Ohto和日本京都大學(xué)Norimichi Nomura團(tuán)隊(duì)共同合作近期取得重要工作進(jìn)展
。他們研究發(fā)現(xiàn)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NTCP的結(jié)構(gòu)對(duì)乙型肝炎病毒進(jìn)入至關(guān)重要
。該項(xiàng)研究成果2022年5月17日在線發(fā)表于《自然》雜志上。
在這里
,研究人員報(bào)告了人類
、牛和大鼠NTCPs在apo狀態(tài)下的低溫電子顯微鏡(cryo-EM)結(jié)構(gòu),它揭示了跨膜隧道的存在和底物的可能運(yùn)輸途徑
。
此外
,人類NTCP在LHBs的肉豆蔻酰化preS1結(jié)構(gòu)域存在下的低溫電鏡結(jié)構(gòu)以及突變和運(yùn)輸試驗(yàn)分析表明了一種結(jié)合模式
,即preS1和底物競(jìng)爭(zhēng)NTCP中細(xì)胞外通道的開口
。重要的是,preS1域相互作用分析能夠?qū)θ祟怤TCP中自然發(fā)生的HBV不敏感突變進(jìn)行機(jī)理解釋
。綜上所述
,他們的研究結(jié)果為HBV識(shí)別和哺乳動(dòng)物NTCPs對(duì)鈉依賴性膽汁酸易位的機(jī)制的理解提供了結(jié)構(gòu)框架。
據(jù)介紹
,慢性乙型肝炎病毒 (HBV) 感染在全球影響超過2.9億人
,是肝硬化和肝細(xì)胞癌的主要原因,估計(jì)每年導(dǎo)致82萬人死亡
。HBV感染的建立需要病毒包膜糖蛋白L(LHBs)與宿主進(jìn)入受體鈉-?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">;悄懰峁厕D(zhuǎn)運(yùn)多肽(NTCP)之間的分子相互作用,NTCP是一種從血液到肝細(xì)胞的鈉依賴性膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白
。然而
,目前對(duì)于病毒-轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相互作用分子基礎(chǔ)尚不清楚。
Source:/articles/s41586-022-04845-4
美國(guó)加州大學(xué)Arash Komeili研究小組在研究中取得進(jìn)展
。他們發(fā)現(xiàn)不同基因簇誘導(dǎo)細(xì)菌鐵小體細(xì)胞器的形成
。2022年5月18日出版的《自然》發(fā)表了這項(xiàng)成果
。
在本研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)一個(gè)與鐵結(jié)合的隔室
,在此命名為“鐵小體”
,是之前在厭氧細(xì)菌磁性脫硫弧菌中發(fā)現(xiàn)的。使用蛋白質(zhì)組學(xué)方法
,研究人員鑒定了三種鐵小體相關(guān)(Fez)蛋白
,它們?cè)贒.?magneticus中參與形成鐵小體。Fez蛋白由特定的操縱子編碼
,包括FezB
,F(xiàn)ezB是在系統(tǒng)發(fā)育和代謝不同的細(xì)菌和古細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的P1B-6-ATP酶。研究人員揭示了另外兩種細(xì)菌物種
,Rhodopseudomonas palustris和Shewanella putrefaciens
,通過其六基因fez操縱子產(chǎn)生鐵小體。
此外
,研究發(fā)現(xiàn)fez操縱子還可以在外來宿主中形成鐵小體
。使用S.?putrefaciens作為模型,研究表明鐵小體可能在厭氧適應(yīng)鐵饑餓中發(fā)揮作用
?div id="jfovm50" class="index-wrap">?傮w而言,該工作發(fā)現(xiàn)鐵小體可能是一類新的鐵儲(chǔ)存細(xì)胞器
,并為研究它們?cè)诙喾N微生物中的形成和結(jié)構(gòu)奠定了基礎(chǔ)
。
據(jù)了解,細(xì)胞內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)對(duì)于機(jī)體至關(guān)重要
,通過嚴(yán)格調(diào)節(jié)鐵的輸入
、流出、儲(chǔ)存和代謝來維持鐵穩(wěn)態(tài)
。最常見的鐵儲(chǔ)存模式使用蛋白質(zhì)隔室
,例如鐵蛋白和相關(guān)蛋白質(zhì)。盡管發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)結(jié)合的鐵隔室
,但它們的形成和功能基礎(chǔ)仍然未知
。
Source:/articles/s41586-022-04741-x
美國(guó)德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心Peter M Douglas研究組發(fā)現(xiàn)小G蛋白香葉酰化可監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)
。2022年5月18日出版的《自然》雜志發(fā)表了這項(xiàng)成果
。
他們描述了一種在秀麗隱桿線蟲中進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)監(jiān)測(cè)的機(jī)制,該機(jī)制涉及核激素受體 NHR-49 的轉(zhuǎn)錄失活
,其通過與小 G 蛋白 RAB-11.1 結(jié)合的香葉基香葉酯結(jié)合到內(nèi)吞囊泡進(jìn)行胞質(zhì)隔離
。由脂質(zhì)消耗引起的有缺陷的從頭類異戊二烯合成限制了 RAB-11.1 香葉基香葉酰化
,這促進(jìn)了 NHR-49 的核易位和 rab-11.2 轉(zhuǎn)錄的激活
,以增強(qiáng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在質(zhì)膜上的駐留
。因此,他們鑒定了一種細(xì)胞可感知的關(guān)鍵脂質(zhì)
,及與其相連 G 蛋白和核受體
,它們的動(dòng)態(tài)相互作用使細(xì)胞能夠感知由于脂質(zhì)消耗引起的代謝需求,并通過增加營(yíng)養(yǎng)吸收和脂質(zhì)代謝來做出反應(yīng)
。
據(jù)悉
,脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)失衡會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生有害影響
。然而
,細(xì)胞如何感知由于脂質(zhì)消耗導(dǎo)致的代謝需求并通過增加營(yíng)養(yǎng)吸收做出反應(yīng)仍不清楚。
Source:/articles/s41586-022-04729-7
英國(guó)牛津大學(xué)Sebastian M. Shimeld研究組探明Hmx基因保留確定了脊椎動(dòng)物顱神經(jīng)節(jié)的起源
。2022年5月18日出版的《自然》雜志發(fā)表了該項(xiàng)成果
。
他們表明同源盒轉(zhuǎn)錄因子 Hmx 是脊椎動(dòng)物感覺神經(jīng)節(jié)發(fā)育的組成成分,并且在小腸絳蟲中
,Hmx 是驅(qū)動(dòng)雙極尾神經(jīng)元分化程序所必要且充分的
,這些細(xì)胞以前被認(rèn)為是神經(jīng)嵴的同源物。使用絳蟲和七鰓鰻轉(zhuǎn)基因
,他們證明了莖-脊椎動(dòng)物譜系中
,一個(gè)獨(dú)特的、串聯(lián)重復(fù)的增強(qiáng)子對(duì)調(diào)節(jié)的 Hmx 表達(dá)
。他們還在絳蟲中展示了明顯強(qiáng)大的脊椎動(dòng)物 Hmx 增強(qiáng)子功能
,表明上游調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的深度保留跨越了脊椎動(dòng)物的進(jìn)化起源。這些實(shí)驗(yàn)證明了絳蟲和脊椎動(dòng)物 Hmx 之間的調(diào)節(jié)和功能保護(hù)
,并指出雙極尾神經(jīng)元是顱感覺神經(jīng)節(jié)的同源物
。
研究人員表示,脊椎動(dòng)物的進(jìn)化起源包括與掠奪性生活方式的獲得相關(guān)的感官處理方面的創(chuàng)新
。脊椎動(dòng)物通過由顱感覺神經(jīng)節(jié)服務(wù)的感覺系統(tǒng)感知外部刺激
,其神經(jīng)元主要來自顱基板;然而
,由于活體譜系之間的解剖學(xué)差異以及細(xì)胞類型和結(jié)構(gòu)之間的同源性分配困難
,阻礙了對(duì)基板和顱感覺神經(jīng)節(jié)進(jìn)化起源的理解。
Source:/articles/s41586-022-04742-w
美國(guó)斯坦福大學(xué)Anthony E. Oro團(tuán)隊(duì)近期取得重要工作進(jìn)展
。他們研究發(fā)現(xiàn)Gibbin中胚層調(diào)節(jié)模式上皮細(xì)胞的發(fā)育
。該項(xiàng)研究成果2022年5月18日在線發(fā)表于《自然》雜志上。
在這里
,研究人員鑒定了由Xia-Gibbs AT-hook DNA-binding-motif-containing 1(AHDC1)疾病基因編碼的蛋白質(zhì)Gibbin
,它是早期上皮形態(tài)發(fā)生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。他們發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)子或啟動(dòng)子結(jié)合的Gibbin與數(shù)十種序列特異性鋅指轉(zhuǎn)錄因子和甲基-CpG 結(jié)合蛋白相互作用
,以調(diào)節(jié)中胚層基因的表達(dá)
。Gibbin的缺失導(dǎo)致GATA3依賴性中胚層基因的DNA甲基化增加
,導(dǎo)致發(fā)育中的真皮和表皮細(xì)胞類型之間的信號(hào)通路的缺失。
值得注意的是
,Gibbin突變的人類胚胎干細(xì)胞衍生的皮膚類器官缺乏真皮成熟
,導(dǎo)致表達(dá)p63的基底細(xì)胞具有缺陷的角質(zhì)形成細(xì)胞分層。體內(nèi)嵌合CRISPR小鼠突變體揭示了一系列Gibbin依賴性發(fā)育模式缺陷
,這些缺陷影響了反映患者表型的顱面結(jié)構(gòu)
、腹壁閉合和表皮分層。他們的結(jié)果表明
,在Xia–Gibbs和相關(guān)綜合征中看到的模式表型源于基因特異性 DNA甲基化決定而導(dǎo)致的異常中胚層成熟
。
據(jù)介紹,在人類發(fā)育過程中正確的外胚層模式需要先前確定的轉(zhuǎn)錄因子
,如GATA3和p63
,以及來自區(qū)域中胚層的位置信號(hào)。然而
,外胚層和中胚層因子對(duì)穩(wěn)定基因表達(dá)和譜系定型的機(jī)制仍不清楚
。
Source:/articles/s41586-022-04727-9
美國(guó)紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心Vinod P. Balachandran等研究人員合作發(fā)現(xiàn),新抗原質(zhì)量可預(yù)測(cè)胰腺癌幸存者的免疫編輯
。相關(guān)論文于2022年5月19日在線發(fā)表在《自然》雜志上
。
研究人員表示,癌癥免疫編輯是癌癥的一個(gè)標(biāo)志
,它預(yù)示著淋巴細(xì)胞會(huì)殺死更多的免疫原性癌細(xì)胞
,使免疫原性較低的克隆體在群體中占主導(dǎo)地位。雖然在小鼠身上得到證實(shí)
,但免疫編輯是否在人類癌癥中自然發(fā)生仍不清楚
。
為了解決這個(gè)問題,研究人員調(diào)查了70個(gè)人類胰腺癌在10年內(nèi)是如何演變的
。研究人員發(fā)現(xiàn)
,盡管有更多的時(shí)間積累突變,但罕見的胰腺癌長(zhǎng)期幸存者在原發(fā)腫瘤中具有更強(qiáng)的T細(xì)胞活性
,其復(fù)發(fā)腫瘤的遺傳異質(zhì)性較低
,免疫原性突變(新抗原)較少。為了量化免疫編輯是否是這些觀察結(jié)果的基礎(chǔ)
,研究人員通過兩個(gè)特征來推斷了新抗原是否具有免疫原性(高質(zhì)量)
,這基于新抗原與已知抗原相似性的"非自體性",以及基于新抗原與野生型肽相比不同地結(jié)合到MHC或激活T細(xì)胞所需的抗原性距離的"自體性"
。利用這些特征
,研究人員估計(jì)癌癥克隆的適應(yīng)性是T細(xì)胞識(shí)別高質(zhì)量新抗原的總成本被致癌突變的收益所抵消。
通過這個(gè)模型,研究人員預(yù)測(cè)了腫瘤的克隆進(jìn)化
,并發(fā)現(xiàn)胰腺癌的長(zhǎng)期幸存者會(huì)發(fā)展出具有較少高質(zhì)量新抗原的復(fù)發(fā)性腫瘤
。因此,研究人員展示了人類免疫系統(tǒng)自然編輯新抗原的證據(jù)
。此外
,研究人員提出了一個(gè)模型來預(yù)測(cè)免疫壓力是如何誘導(dǎo)癌細(xì)胞群隨時(shí)間演變的。更廣泛地說
,這些研究結(jié)果表明
,免疫系統(tǒng)從根本上監(jiān)督宿主的基因變化來抑制癌癥。
Source:/articles/s41586-022-04735-9
美國(guó)斯坦福大學(xué)Mark J. Schnitzer
、Sadegh Ebrahimi等研究人員合作揭示感覺皮質(zhì)編碼和區(qū)域間通信的新興可靠性
。2022年5月19日,國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表了這一成果
。
研究人員對(duì)小鼠執(zhí)行視覺辨別任務(wù)的8個(gè)新皮層區(qū)域的神經(jīng)元活動(dòng)同時(shí)進(jìn)行了5天的成像
,產(chǎn)生了超過21000個(gè)神經(jīng)元的縱向記錄
。分析顯示
,整個(gè)新皮層的事件序列從靜止?fàn)顟B(tài)開始,到感知的早期階段
,并通過任務(wù)反應(yīng)的形成
。在靜止?fàn)顟B(tài)下,新皮層有一種功能連接模式
,通過共享活動(dòng)共變的區(qū)域組來識(shí)別
。在感覺刺激開始后約200毫秒內(nèi),這種連接重新排列
,不同區(qū)域共享共變和任務(wù)相關(guān)信息
。
在這個(gè)短暫的狀態(tài)中(大約持續(xù)300毫秒),區(qū)域間的感覺數(shù)據(jù)傳輸和感覺編碼的冗余都達(dá)到了頂峰
,反映了任務(wù)相關(guān)神經(jīng)元之間相關(guān)波動(dòng)的短暫增加
。刺激開始后約0.5秒,視覺表征達(dá)到一個(gè)更穩(wěn)定的形式
,其結(jié)構(gòu)對(duì)單個(gè)細(xì)胞反應(yīng)中突出的
、逐日的變化是強(qiáng)大的。在刺激出現(xiàn)約1秒后
,一個(gè)全局波動(dòng)模式傳達(dá)了小鼠對(duì)每個(gè)受檢區(qū)域即將作出的反應(yīng)
,并與攜帶感覺數(shù)據(jù)的模式正交。
總的來說
,新皮層通過在感知開始時(shí)感覺編碼冗余的短暫提升
、對(duì)細(xì)胞變異性穩(wěn)健的神經(jīng)群體編碼以及廣泛的區(qū)域間波動(dòng)模式來支持感覺性能,這些模式以不干擾的渠道傳遞感覺數(shù)據(jù)和任務(wù)反應(yīng)。
據(jù)了解
,可靠的感覺辨別必須來自高保真的神經(jīng)表征和腦區(qū)之間的交流
。然而
,新皮層感覺處理如何克服神經(jīng)元感覺反應(yīng)的巨大變異性仍未確定。
Source:/articles/s41586-022-04724-y
近日,美國(guó)斯坦福大學(xué)Jesse M. Engreitz及其團(tuán)隊(duì)的最新研究揭示人類增強(qiáng)子和啟動(dòng)子序列的相容性規(guī)則
。相關(guān)論文于2022年5月20日在線發(fā)表在《自然》雜志上。
研究人員設(shè)計(jì)了一種名為ExP STARR-seq(增強(qiáng)子x啟動(dòng)子自轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)區(qū)測(cè)序)的高通量報(bào)告試驗(yàn)
,并應(yīng)用它來研究人類K562細(xì)胞中1000個(gè)增強(qiáng)子和1000個(gè)啟動(dòng)子序列的組合相容性
。研究人員確定了增強(qiáng)子-啟動(dòng)子兼容性的簡(jiǎn)單規(guī)則:大多數(shù)增強(qiáng)子以類似的數(shù)量激活所有啟動(dòng)子,內(nèi)在的增強(qiáng)子和啟動(dòng)子的活動(dòng)以倍數(shù)結(jié)合來決定RNA輸出(R2=0.82)
。
此外
,有兩類增強(qiáng)子和啟動(dòng)子顯示出微妙的偏好效應(yīng)。管家基因的啟動(dòng)子含有GABPA和YY1等因子的內(nèi)置激活模體
,這降低了啟動(dòng)子對(duì)遠(yuǎn)端增強(qiáng)子的反應(yīng)性
。表達(dá)不一的基因的啟動(dòng)子缺乏這些模體,對(duì)增強(qiáng)子表現(xiàn)出更強(qiáng)的反應(yīng)性
?div id="jfovm50" class="index-wrap">?傊@種對(duì)增強(qiáng)子-啟動(dòng)子兼容性的系統(tǒng)評(píng)估表明
,在人類基因組中
,有一個(gè)由增強(qiáng)子和啟動(dòng)子類型調(diào)整的乘法模型來控制基因轉(zhuǎn)錄。
據(jù)了解