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Cell主编推荐的2019年7月份高关注文章

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七月流火,吴牛喘月。我们非常荣幸发表了谢晓亮教授的一篇评论文章。作为一位生物化学领域的科学家,谢晓亮教授刚从哈佛大学离职并全职加入北京大学。他以个人经历为例,阐述了自己的观点:所有人都可从科学合作中获益, 科研不该受到疆域的限制。(详见BioArt报道:谢晓亮Cell特评丨科研需要世界共谋,正如疾病不分国界)。




这篇评论是一项非常及时的文章。Cell 以及Cell 出版集团对于全球科学交流一直是持非常开放的态度。我们坚信,“分享知识”这一科学核心价值在地理上是没有界限的。将最优秀的人才聚集在一起去应对人类面对的困难,是国际科学合作的基本原则,在这上面强加的任何限制都将给人类社会带来深重的危机。谢晓亮博士出色的例子正好证明了国际合作如何让我们变得更强大。




想免费获取本文推荐的7月必读文章?扫描二维码,关注“CellPress细胞科学”微信公众号,回复“Cell主编推荐”即可!但我仍需提醒,Cell 上的每一篇文章都值得关注与讨论,同时也希望各位读者能多多点击Cell 的电子内容。



1

鉴定出植物中能够促使其

适应气候变化的基因



就像蠕虫寻找食物一样,植物的根系网络像蛇一样隐藏分布在地表之下以获得营养和水。迄今为止,我们对控制根系向土壤的哪个部分生长的遗传和分子机制还不是很清楚。如今,来自Salk研究所的研究人员发现了一个能够影响植物根系在土壤中生长深浅的基因。


在这项Wolfgang Busch领导的工作中,研究人员利用模式植物拟南芥来鉴定能够调控生长素的新的基因以及其变体,生长素是调控植物根系结构和功能的一种非常重要的植物激素。虽然以前的研究显示,生长素几乎能够影响植物生长的所有方面,但是目前我们对于生长素如何特异性地影响植物根系结构还不清楚。


该研究团队找到了一个基因,EXOCYST70A3,它能够通过对生长素的调控来实现对植物根系结构的直接调控,在这个过程中,EXOCYST70A3甚至没有影响生长素的其他信号通路。基因EXOCYST70A3能够实现对根系的调控,其主要原因是通过调控PIN4蛋白在植物根尖的分布来完成的,而PIN4蛋白的主要功能是影响生长素的转运。当研究人员改变基因EXOCYST70A3的表达时,他们发现拟南芥根系生长的方向发生了改变,并且有更多的根系在土壤中生长的比以前更深了。除此之外,研究人员还发现EXOCYST70A3还能通过调控拟南芥根系的结构进而影响拟南芥的抗旱程度。


“我们希望利用对生长素通路的新认识,去发现更多与EXOCYST70A3类似的调控植物根系结构的基因。”Busch如是说道:“这将帮助我们培育出具有更强适应性的作物,比如大豆和玉米,从而提高农业产量以满足日益增长的世界人口。”



公众号BioArt植物对本文进行了详细解读:

Cell | 一个生长素运输调控新基因,影响拟南芥根系形态结构及干旱抗性


DIGITAL TRENDS对本研究做了报道:

https://www.digitaltrends.com/cool-tech/salk-modified-plants-deeper-roots/


Domain-b对本论文进行了详细报道:

https://www.domain-b.com/environment/20190715_plants.html


Genetic Literacy Project也对本研究进行了详细的报道:

https://geneticliteracyproject.org/2019/07/19/engineered-plants-with-deeper-roots-could-store-more-c02-help-slow-climate-change/


2

人类大脑在空闲时能重新组织经验

以获得新的认识



当新的经历仅有有限的信息时,人类非常善于通过总结旧的经验来进行广泛的假设。一般认为,通过日常经验,我们在潜意识里创建了一种认知模型,而人类对未知的推断便是通过这一模型来实现的。这种现象被称为“重播”。来自牛津大学、伦敦大学学院以及DeepMind的研究人员却想知道这种理论知识是否影响我们对新体验的感觉。


由牛津大学的Timothy Behrens领导的研究组,首先对受试者提供一组确定顺序的日常物品,之后他们给受试者提供一组顺序打乱的但与之前类似的日常物品,在这个过程中研究人员对受试者的神经元活性进行了检测。他们观察到,新物品的特征在接下来的空闲时间内重新活跃在了受试者的大脑中。这些“重播”事件发生的速度比受试者的实际经历更快。


研究人员同样表示,人类自发地“重播”组织经验是基于人类的学习结构。这能够促使我们在面对当前的经历时,自发地重新排序整合过去的知识。Behrens说:“人类具有对旧知识进行重新排序的能力,这种能力能够让我们将眼前的经历进行不按照特定顺序的分解,并在以后对它们进行灵活地重新组织。”


UCL NEWS对本文进行了详细介绍:

https://www.ucl.ac.uk/news/2019/jul/human-brains-reorganise-experiences-while-resting-find-new-solutions


NEUROSCIENCE对本研究进行了详细报道:

https://neurosciencenews.com/experience-solutions-14437/



3
绕过着丝粒障碍的人类人工染色体


人类人工染色体(Human artificial chromosomes, HACs)无论是在理解哺乳动物染色体功能上还是在合成生物系统上,都是一个非常有用的工具。但是,在过去的20年里,因为着丝粒的问题,这个工具的使用受到了非常大的限制。来自宾夕法尼亚大学的Ben Black和他的同事们正在对这个工具进行改进。


在哺乳动物体内,着丝粒位于X形的染色体的中间位置,它的作用是作为纺锤体的锚定点,在细胞分裂的时候将复制的染色体拉成两半,以确保染色体遗传给分裂的两个细胞。人类天然着丝粒的遗传序列是一段171碱基序列的数千次重复序列。着丝粒DNA必须通过表观遗传修饰才能在细胞内发挥合适的功能。着丝粒上的这些表观遗传标记(DNA上的蛋白和化学标签)一般认为是通过人类的CENP蛋白来建立的。


第一代HACs主要依赖于着丝粒上的重复序列和CENP-B。但是,这些重复序列给实验室克隆着丝粒带来了很大的困难。Black研究组的工作证实,HACs的建立与维持并不依赖于CENP-B,而在使用插入CENP-A核小体形成HACs的方法中也不需要α-卫星重复序列。他说:“我们想看看,如果我们从一开始便赋予细胞相应的表观遗传标记,那么这些细胞是否能突破它们以前的遗传规则。”他们的改进使得CENP-B失去效用,让HACs在细胞中的遗传变得更容易。同时,这些改进也给广大研究人员提供了用基因组方法研究HACs的机会,而这在以前是不可能的。


BioArt公众号对本研究进行了详细的解读Cell |人类人工染色体合成的新突破


生物谷对本研究进行了报道:

http://www.bioon.com/article/6741783.html


生物通也对本研究进行了解读:

http://www.ebiotrade.com/newsf/2019-7/2019726121442518.htm



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