本周又有一期新的Science期刊（2016年6月10日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。
1.Science：对肝脏线粒体功能进行系统蛋白质组学研究
科学家们通过对小鼠开展大规模蛋白质组学研究获得脂肪和能量代谢的分子遗传背景方面的新认识。蛋白质组是一种生物体或某一种细胞、一种组织的基因组所表达的全部蛋白。在一项新的 研究中，由瑞士联邦理工学院教授（ETH Zurich）Ruedi Aebersold领导的一个专门从事蛋白质组学研究的团队和由瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）教授Johan Auwerx领导的一个专门从事于线 粒体生理学与肝脏疾病研究的团队合作开展这项突破性的研究项目。就这项研究而言，蛋白质组指的是小鼠肝脏中表达的全部蛋白。相关研究结果发表在2016年6月10日那期Science期刊上， 论文标题为“Systems proteomics of liver mitochondria function”。
研究人员将来自一个大型小鼠群体的综合性蛋白数据汇集在一起，从而有助他们解释额外的代谢差异。他们采用一种被称作SWATH-MS的质谱测量技术，这种技术是由ETH Zurich的Aebersold团 队最近开发出来的。它允许研究人员测量这种实验性小鼠肝脏中一系列蛋白的浓度。
研究人员研究的一群小鼠是由40种小鼠品系组成的，这些小鼠品系可追溯到两个相同的祖先，因此彼此之间的亲缘关系比较密切。由来自这些10种小鼠品系的代表性小鼠组成多组相同的小鼠 ，给它们喂食高脂肪食物（即人们所述的垃圾食品）或健康的低脂肪食物。在几周之后，他们记录了这些小鼠的常规医学（生理学）数据，尤其是测试了它们的表现和它们如何快地通过身体 活动降低它们的体重。正如研究人员期待中的那样，这些小鼠对高脂肪食物摄入作出不同的反应。一些小鼠患上代谢疾病，如脂肪肝，但是其他小鼠则不会如此。
为了进行评估，研究人员将这些生理学数据与基因组、转录组和蛋白质组数据结合在一起。从这些结合的数据中，他们能够更加准确地描述几种特定的蛋白在脂肪和能量代谢中的作用。其中 一种蛋白是COX7A2L。他们发现，在小鼠体内，这种蛋白负责形成在线粒体---细胞内部的能量工厂---中发现的超级蛋白复合体（supercomplex）。这种超级蛋白复合体由100多种不同的蛋白 组成，负责以合适的形式给细胞提供所需的能量。具有太少COX7A2L蛋白的小鼠不能够提供足够数量的所需能量，因而给整个有机体带来负面影响。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aad0189）
2.Science：重大发现！从结构上揭示基因特异性转录激活蛋白工作机制
在一项新的研究中，来自美国罗格斯大学的研究人员发现一种基因特异性转录激活复合物的三维结构，并且首次在结构上和机制上描述了细胞用来开启或者说激活特异性基因以应对细胞形状 、发育状态和环境的变化的过程。相关研究结果发表在2016年6月10那期Science期刊上，论文标题为“Structural basis of transcription activation”。
在这项研究中，来自罗格斯大学的Richard Ebright、Yu Feng和Yu Zhang证实一种转录激活蛋白（transcription activator protein, 也译作转录激活因子）如何与细胞用来进行转录的RNA 聚合酶相互作用。他们也证实这种转录激活蛋白如何协助RNA聚合酶在基因前面的特异性位点上结合到DNA双螺旋上，以及这种转录激活蛋白如何协助RNA聚合酶让DNA双螺旋解旋从而启动基因 转录。
在这项研究中，研究人员确定的结构是来自嗜热栖热菌（Thermus thermophilus）的含转录激活蛋白TTHB099（transcription activator protein TTHB099, TAP）转录激活复合物的结构。 这种结构确定了RNA聚合酶和转录起始因子σ与靶基因上游的DNA序列之间的相互作用。这种结构也确定了TAP与DNA序列、RNA聚合酶和转录起始因子σ之间的相互作用。
TAP识别并结合靶基因上游的特异性DNA序列。它通过将一对α-螺旋插入到DNA双螺旋的沟中和检测DNA碱基对边缘的功能性基团来识别特异性的DNA序列。
这种结构表明DNA结合TAP（即结合到DNA序列上的TAP）的一个暴露的表面（被称作AR4）与RNA聚合酶α亚基羧基端结构域进行蛋白间接触。这种相互作用是在RNA聚合酶初始结合到DNA序列之 前或期间发生，协助RNA聚合酶结合到DNA序列上。这种结构还表明DNA结合TAP的两个其他暴露的表面（被称作AR2和AR3）与RNA聚合酶β亚基之间和也与转录起始因子σ之间进行蛋白间接触。 这两种相互作用仅在RNA聚合酶初步结合到DNA序列后发生，协助RNA聚合酶和转录起始因子σ对DNA序列进行解旋。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf4417）
3.Science：挑战常规！少突胶质细胞多样性远超想象
根据一项新的研究，少突胶质细胞（oligodendrocyte）---一种在多发性硬化症等疾病中发挥着至关重要作用的脑细胞---要比之前所认为的更加多样化。这一发现将有助我们理解这些细胞受 到影响的疾病，并且可能为未来的治疗策略提供线索。相关研究结果发表在2016年6月10日那期Science期刊上，论文标题为“Oligodendrocyte heterogeneity in the mouse juvenile and adult central nervous system”。
在论文通信作者Gon?alo Castelo-Branco博士和Sten Linnarsson博士的领导下，研究人员使用最近开发出的一种单细胞RNA测序技术。这种方法允许研究人员了解单个细胞中的基因活性。通 过这种方式，他们能够揭示出利用传统方法可能无法可视化观察到的细胞之间的差异。研究人员分析了来自年轻小鼠和成年小鼠大脑几个部位和脊髓的5000多个少突胶质细胞，这允许他们前 所未有详细地和清晰地观察这些细胞的多样性。
来自瑞典卡罗琳斯卡医学院医学生物化学与生物物理学系的Sten Linnarsson说，“我们意料之外地发现少突胶质细胞群体中的多样性。在这项研究中，我们鉴定出12种少突胶质细胞亚类型和 一种新的与驻留在血管中的少突胶质细胞截然不同的细胞。”（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf6463）
4. Science：好的睡眠促进记忆
在一项新的研究中，来自日本RIKEN脑科学研究所的研究人员发现在睡眠中巩固一定记忆的大脑回路，而且还发现在非快速眼动睡眠（深睡眠）中，在小鼠中对已鉴定的神经连接进行实验操作 可以阻止或者增强记忆能力。相关研究结果于2016年5月25日在线发表Science期刊上，论文标题为“Top-down cortical input during NREM sleep consolidates perceptual memory”。
在这项研究中，来自RIKEN脑科学研究所的Masanori Murayama及其研究小组将他们的研究建立在触觉感知上，来研究众所周知的睡眠中记忆巩固的现象。他们发现对物体质地的感觉需要从高 水平的运动相关的神经回路发出信号到低水平的接触相关的感官区域。他们推断相同的“自上而下”的途径可能巩固对物体质地的记忆。Murayama解释：“有一个长期存在的假设即自上而下 的输入是至关重要的记忆。在睡眠中，在感觉区域经过初始经验激活的神经元能通过未知的通路再激活。我们发现这个从上而下的再激活途径对小鼠编码他们触觉体验的记忆是非常关键的。 ”（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf0902）
5. Science：人脑如何指导巡行
一项新的研究揭示，海马和前额叶皮层间的互动令人能计划并决定从一个地点到另一地点的巡行路线。研究结果为这一网络的存在提供了直接证据，对以目标为指向的巡行背后的复杂过程给 予了阐释。
为了收集人类从事这种作业时脑部活动的数据，Thackery Brown等让他们接触虚拟环境，并在该环境中巡行至5个不同地方。第二天，参与者需要找到这些相同的地方。当他们在巡行之前规划 其路线时及在巡行时，研究人员完成了对他们的覆盖全脑的高分辨率fMRI测试。额极皮层所起的作用被发现是调节海马对这一信息的编码。其它3个区域，即海马旁皮层、鼻周皮层和压后皮层 被发现能助脑"想像"未来巡行的空间情景。本研究的数据足够详尽，因此研究人员能藉此发现何时会有"次级目标"（这是前往目的地途中的一种刺激），而对这些刺激的识别会优于对"非目标 "刺激的识别。概括地说，这些结果对人脑如何指导巡行提供了令人着迷的见解。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf0784）
6. Science：在单眼剥夺恢复后，视觉皮质神经元反应恢复正常
在发育和学习期间，神经元回路是如何建立和改进的是不清楚的。一种看法是皮质回路具有几乎无限的可塑性。另一种看法是这些神经连接中的一些或多或少是是先形成的和刚性的。
在一项新的研究中，通过对小鼠开展研究，研究人员研究了在单眼剥夺后吗，视觉皮质神经元如何改变它们的反应。在恢复后，这些神经元的反应性质返回到它们的剥夺前模式。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aad3358）
7.Science：癌症免疫疗法重大突破，利用他人的T细胞抵抗癌症
在一项新的研究中，来自荷兰癌症研究所、挪威奥斯陆大学和丹麦哥本哈根大学的研究人员在癌症免疫疗法上取得新的突破，他们证实即便一个人自己的T细胞（一类免疫细胞）不能够识别和 抵抗他们自身的肿瘤，但是其他人的T细胞可能会做到这点。相关研究结果于2016年5月19日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Targeting of cancer neoantigens with donor-derived T cell receptor repertoires”。
这项研究证实将来自癌细胞的发生突变的DNA加入到来自健康供者的T细胞中能够让健康供者的T细胞产生免疫反应。在将来自这些供者T细胞的特定组分导入回到癌症病人的T细胞中后，研究人 员能够让癌症病人自己的T细胞识别癌细胞。
在一项新的研究中，来自荷兰癌症研究所的Ton Schumacher和来自奥斯陆大学的Johanna Olweus决定测试“一种借来的免疫系统（borrowed immune system）”是否能够将病人体内的癌细胞 作为异常细胞加以识别出。这种识别异常细胞的工作是由被称作T细胞的免疫细胞执行的。我们体内的所有T细胞扫描其他细胞（包括癌细胞）的表面以便检查它们在它们的表面上是否展示出 任何应当不应出现在那里的蛋白片段。一旦识别出这样的外源蛋白片段，T细胞杀死这些异常细胞。因为癌细胞含有发生错误的蛋白，所以它们也能够在它们的表面上展示出外源的蛋白片 段---也被称作新抗原（neoantigen），非常类似于病毒感染的细胞表达病毒蛋白片段。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf2288）
8. Science：捕获第三个镁离子是DNA聚合酶催化DNA合成所必需的
DNA聚合酶利用现存的DNA作为模板，将新的核苷酸添加到新形成的子链末端而合成出新的DNA。已知这种催化磷酸二酯键形成的酶需要两个镁离子，不过，最近的晶体结构已表明在磷酸二酯键形成后，还存在第三个镁离子。
在一项新的研究中，研究人员时间分辨晶体分析方法可视化观察磷酸二酯键形成。他们发现这种酶-底物复合物在磷酸二酯键形成发生之前捕获第三个镁离子，而且若没有这第三个镁离子，DNA合成就不会发生。结合这种镁离子需要这种酶-底物复合物的热运动，因此，这种催化是通过获得一种短暂的辅因子而实现的。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aad9633）
9. Science：研究表明脑脊髓液流动缺陷或与脊柱弯曲相关联
青少年特发性脊柱侧弯（adolescent idiopathic scoliosis）的特征是三维脊柱弯曲，它影响全世界3%的儿童。然而，这种疾病的生物学基础是未知的。
在一项新的研究中，研究人员研究了类似地表现出脊柱弯曲的斑马鱼模型。在中枢神经系统中，运动纤毛（motile cilia）形成和功能上的缺陷干扰脑脊髓液流动，当这种斑马鱼生长时，这会导致异常的脊柱弯曲。恢复脑脊髓液流动能够特别地拯救脊柱弯曲，这提示着如果同样的机制也适用于人类的话，人们就有一种潜在的治疗策略。（Science, 10 Jun 2016, doi:10.1126/science.aaf6419）
10. Science：美国梅奥临床医学院张志国教授解析肿瘤表观基因组
在一项新的研究，美国梅奥临床医学院张志国研究组揭示了组蛋白H3.3K36M突变重编程了成软骨细胞瘤(chondroblastomas)的表观基因组。相关研究结果于2016年5月26日在线发表在Science期刊上，论文标题为“The histone H3.3K36M mutation reprograms the epigenome of chondroblastomas”。
文章中，研究人员证实在成软骨细胞瘤和H3.3K36M遗传突变的软骨细胞中H3K36甲基化整体下降，其原因在于H3.3K36M突变蛋白抑制了至少两种H3K36甲基转移酶MMSET和SETD2。在H3.3K36M细胞中基因表达发生改变及具有H3K36me2和H3K36me3的基因富集于一些信号通路中。此外，H3.3K36M软骨细胞显示出癌细胞的几种标志，包括形成克隆的能力提高，抵抗凋亡和分化缺陷等。
这些研究证实，部分通过改变癌症相关基因表达，H3.3K36M蛋白重编程了H3K36甲基化景观，促成了肿瘤发生。
