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Cell杂志最受关注十篇文章(3月)

2013.3.13

  Cell创刊于1976年,现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一,并陆续发行了十几种姊妹刊,在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。 Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主,许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为:

  1. Repurposing CRISPR as an RNA-Guided Platform for Sequence-Specific Control of Gene Expression

  Lei S. Qi, Matthew H. Larson, Luke A. Gilbert, Jennifer A. Doudna, Jonathan S. Weissman, Adam P. Arkin, Wendell A. Lim

  这篇文章将CRISPR用于基因表达序列特异性调控的平台,研发出了一种基于Cas9的基因调控方法。

  在全基因组范围内靶向基因调控是一种重要的合成生物学方法,研究人员发现当缺失核酸内切酶活性的Cas9与一种导向RNA共表达时候,会产生一种DNA识别复合物,这种复合物能特异性干扰转录延伸,RNA聚合酶结合,或转录因子结合。

  研究人员将这个系统称为CRISPR干扰(CRISPRi),指出这一系统能有效抑制大肠杆菌中靶向基因的表达,并且不会出现脱靶效应。而且利用CRISPRi,还可以同时抑制多个靶基因,这种作用也是可逆。研究人员还证明,该系统也适用于哺乳动物细胞中的基因表达抑制。

  2. Modeling Recent Human Evolution in Mice by Expression of a Selected EDAR Variant

  Yana G. Kamberov, Sijia Wang, Jingze Tan, Pascale Gerbault, Abigail Wark, Longzhi Tan, Yajun Yang, Shilin Li, Kun Tang, Hua Chen et al.

  排在第二是国内和国外学者的合作研究成果。

  几年前,科学家就曾以老鼠和人类罕见疾病为研究对象,发现170个与头发发育相关的基因。随后,经过分析,研究人员发现88%的日本人和中国人携带EDAR基因的变异,但约鲁巴人和欧洲人则没有这种基因变异。

  EDAR 基因编码外胚叶发育不全A受体(ectodysplasin A receptor),它参予指示头发前体细胞开始形成卵泡的分子信号传导。东亚人具有这种变异,一方面可能是因为较粗状的头发有利于他们适应亚洲北方寒冷的气候,另一方面它可能带给东亚人其他有利的特质,例如齿形。

  在这项研究中,研究人员建立EDARV370A的小鼠模型,通过计算机分析表明,EDARV370A出现在3万年前中国中部,携带人类EDARV370A的小鼠头发厚度和活跃的汗腺数量增加。

  3. The Origins and Drivers of Insulin Resistance

  Andrew M.F. Johnson, Jerrold M. Olefsky

  4. Encoding and Decoding Cellular Information through Signaling Dynamics

  Jeremy E. Purvis, Galit Lahav

  5. Hallmarks of Cancer: The Next Generation

  Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg

  2011年的这篇文章在这一榜单上已蝉联已久了,这篇由癌症研究泰斗:Robert A.Weinberg完成的最新癌症综述是之前他的一篇文章“The Hallmarks of Cancer”的升级版——之前那篇文章介绍了肿瘤细胞的六大基本特征,被称为肿瘤学研究的经典论文,到目前为止,这篇论文已经被引用了上万次。

  2011年3月,Robert A.Weinberg同样是和Douglas Hanahan合作,完成长达29页的论文,简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展,包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等,并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个,这十个特征分别是:

  自给自足生长信号(Self-Sufficiency in Growth Signals);抗生长信号的不敏感(Insensitivity to Antigrowth Signals);抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death);潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential);持续的血管生成(Sustained Angiogenesis);组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis);避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction);促进肿瘤的炎症(Tumor Promotion Inflammation); 细胞能量异常(Deregulating Cellular Energetics);基因组不稳定和突变(Genome Instability and Mutation)。

  6. SMARCA3, a Chromatin-Remodeling Factor, Is Required for p11-Dependent Antidepressant Action

  Yong-Seok Oh, Pu Gao, Ko-Woon Lee, Ilaria Ceglia, Ji-Seon Seo, Xiaozhu Zhang, Jung-Hyuck Ahn, Brian T. Chait, Dinshaw J. Patel, Yong Kim et al.

  7. Identifying Recent Adaptations in Large-Scale Genomic Data

  Sharon R. Grossman, Kristian G. Andersen, Ilya Shlyakhter, Shervin Tabrizi, Sarah Winnicki, Angela Yen, Daniel J. Park, Dustin Griesemer, Elinor K. Karlsson, Sunny H. Wong et al.

  这篇文章与上面的一篇文章共同揭示了人类进化遗传突变的重要新发现,研究人员利用一种动物模型,分析了帮助人类适应自然气候的一个基因突变,并通过全基因组测序方法,还找到了随着时间的推移,可能出现的人类适应变化条件的上百种基因突变,这些发现将为我们了解人类生物学进化历史,以及现代出现的变异绘制一张路线图。

  研究人员根据来自千人基因组计划的数据,分析了人类整个基因组中出现的DNA序列突变,从中他们发现了随着时间的推移,可能出现的人类适应变化条件的上百种基因突变。其中之一是一种称为TLR5的基因突变,这种基因突变改变了细胞对细菌蛋白的免疫应答,这表明这种变异通过加强的了针对细菌感染的保护性,而具有优势。这项研究也绘制出了驱动近代人类进化的可能适应性突变的完整列表,这将为今后的研究打下基础。

  8. Stalled Spliceosomes Are a Signal for RNAi-Mediated Genome Defense

  Phillip A. Dumesic, Prashanthi Natarajan, Changbin Chen, Ines A. Drinnenberg, Benjamin J. Schiller, James Thompson, James J. Moresco, John R. Yates, David P. Bartel, Hiten D. Madhani

  研究人员发现当细胞剪切装置遇到转座子这样的内含子时,就会停滞。而一种作用机制:SCANR能识别这一故障,启动合成相应的“小干涉RNA”分子,用来中和转座子的RNA。科学家们可能会发现,高等生物基因差异性表达的许多途径,与SCANR机制中的内含子剪切类似。这样的机制有助于识别外源基因并加以抵御。

  9. FBXL21 Regulates Oscillation of the Circadian Clock through Ubiquitination and Stabilization of Cryptochromes

  Arisa Hirano, Kanae Yumimoto, Ryosuke Tsunematsu, Masaki Matsumoto, Masaaki Oyama, Hiroko Kozuka-Hata, Tomoki Nakagawa, Darin Lanjakornsiripan, Keiichi I. Nakayama, Yoshitaka Fukada

  最近一期Cell杂志的封面文章,研究人员展示了两个相关的F box蛋白通过控制昼夜节律调节因子CRY1和CRY2蛋白的降解与稳定的平衡来调控两个因子的蛋白水平。

  研究显示在小鼠中,CRY泛素化受到两种分别可延长和缩短生物钟周期的竞争性E3连接酶复合物的调节。从一种称为“Past-time”的短生物钟节律变异体中,研究人员克隆得到一种发生甘氨酸向谷氨酸错义突变的Fbxl21蛋白,而编码该蛋白的基因则是靶向CRY蛋白促其降解的Fbxl3基因的同源基因FBXL21。相比于FBXL3的功能缺失导致生物钟周期的延长,Fbxl21的突变则会引起周期的缩短。FBXL21可形成一种 SCF(Skpl-Cullinl-F-box)E3连接酶复合物,在细胞质该复合物可缓慢降解CRY,而在细胞核中则会拮抗具有更强E3连接酶活性的 FBXL3。这里的FBXL21扮演了双重角色:在细胞核中保护CRY免受FBXL3的降解,而在细胞质中则促进CRY的降解。因此,E3连接酶间的平衡以及细胞内区域化的分布决定了哺乳动物的生物钟周期。

  10. Retraction Notice to: Imaging Activity-Dependent Regulation of Neurexin-Neuroligin Interactions Using trans-Synaptic Enzymatic Biotinylation

  Amar Thyagarajan, Alice Y. Ting

  最后这篇近期颇受关注,麻省理工学院的副教授Alice Y. Ting和她的前博士后Amar Thyagarajan共同撰写了该论文。在这篇文章中,她们描述了在活体神经元突触中显像蛋白质互作的一种新方法。然而,麻省理工学院内部调查发现 Thyagarajan在这篇报告中“伪造或捏造了数据”,并认为他“对这一科研学术不端行为负有完全责任”。由于该论文发表于2010年,根据 Google学术搜索已有20篇论文引用了该文章。

  然而由于这篇文章“伪造或捏造数据”,因此Cell杂志于2月14日发布了相关撤稿通知。

  论文发表之时,似乎并没有什么可疑之处:“因为我听说过Alice一项极好的蛋白质标记技术,我认为BLINC只是该技术的一个扩展延伸,”日本 Riken脑科学研究所实验室主任Atsushi Miyawaki说。Miyawaki曾在2010年的Nature Chemical Biology杂志上为这篇论文撰写了一篇新闻和观点(News and Views)文章。

  根据撤稿通知,当Ting自己的实验室无法重复出发表的结果时问题就出现了。在她将自身的担忧告知麻省理工学院后,该机构展开了一次独立调查,发现 Thyagarajan通过伪造或捏造论文中的数据,发生了科研不端行为。因此,Ting在没有征得Thyagarajan签名的情况下撤回了这篇论文。

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