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在线追踪 | 两《自然》子刊最新论文

已有 1962 次阅读 2019-11-6 12:53 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流|关键词:学者


《自然—生物技术》:Online/在线发表,04 November 2019

 
新型“睡美人”转座酶系统问世
 
德国欧洲分子生物学实验室Orsolya Barabas与维尔茨堡大学Michael Hudecek等研究人员开发出一种高溶解度的睡美人(SB)转座酶系统,其可提高基因插入的效率。2019年11月4日,《自然—生物技术》杂志在线发表了该研究成果。
 
基于过度活跃的SB100X变体的晶体结构,研究人员使用了合理的蛋白质设计来创建具有增强的溶解性和稳定性的SB转座酶(高溶解度SB,hsSB)。
 
研究人员证明,hsSB可以与转座子DNA一起传递,从而遗传修饰细胞系和胚胎、造血和诱导多能干细胞(iPSCs),克服了不受控制的转座酶活性。
 
研究人员使用hsSB产生了嵌合抗原受体(CAR)T细胞,在体外和异种移植小鼠中均显示出强大的抗肿瘤活性。
 
研究人员发现hsSB可自发穿透细胞,从而无需使用转染试剂即可修饰iPSC和生成CAR T细胞。每个基因组仅需两次整合,hsSB即可以调节基因组整合频率。
 
据悉,SB转座子系统是哺乳动物细胞中一种有效的非病毒基因转移工具,但其使用受到DNA载体转座酶基因活性不受控制、基因组不稳定的风险以及无法直接使用转座酶蛋白等因素的困扰。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0291-z



蛋白质组共调控图谱可鉴定蛋白质功能
 
英国爱丁堡大学Juri Rappsilber及其研究组绘制出人类蛋白质组的共调控图谱,其可用于鉴定蛋白质功能。2019年11月4日,《自然—生物技术》杂志在线发表了该研究成果。
 
为了鉴定蛋白质之间的关系,从而对蛋白质进行功能注释,研究人员使用同位素标记质谱法确定了294种生物扰动后10323种人类蛋白质的丰度变化。
 
研究人员应用了机器学习算法treeClust来揭示来自ProteomeHD的共调控人类蛋白质之间的功能关联(ProteomeHD是研究人员的数据和来自Proteomics Identifications数据库的数据集集合)。
 
这产生了人类蛋白质组的共调控图谱。共调节能够捕获没有物理相互作用或共定位的蛋白质之间的关系。例如,过氧化物酶体膜蛋白PEX11β与线粒体呼吸因子的共同调节使研究人员发现了哺乳动物细胞中过氧化物酶体与线粒体之间的细胞器界面。
 
研究人员还预测了用传统方法难以研究的微蛋白的功能。共调节图谱可以在www.proteomeHD.net上浏览。
 
据了解,解析真核细胞中大量蛋白质的功能仍然具有挑战性。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0298-5
 


研究发现非肿瘤样本中的染色体改变
 
美国德克萨斯大学安德森癌症中心Y. A. Jakubek等研究人员利用大规模分析发现,癌症患者非肿瘤样本中存在获得性染色体改变。2019年11月4日,国际学术期刊《自然—生物技术》在线发表了该研究成果。
 
为了进行大规模组织镶嵌分析,研究人员调查了来自27个癌症位点的1708例正常出现的邻近肿瘤(NAT)组织样本以及来自The Cancer Genome Atlas的7149份血液样本中的单倍型特异性体拷贝数变化(sCNA)。
 
研究人员发现sCNA的速率、负担和类型(包括跨越整个染色体臂的sCNA)在整个组织中存在很大差异。
 
研究人员在NAT组织和邻近的肿瘤中记录了匹配的sCNA,这提示了一个共同的克隆起源,以及NAT组织和肿瘤组织都具有相同癌基因的增益的情况,这些癌基因是由不同的亲本单倍体平行产生的。
 
这些结果揭示了区域癌变的特征性泛组织突变,即与癌细胞相邻的致癌过程的存在。
 
据介绍,组织镶嵌是携带体细胞突变的细胞亚群的存在,与疾病和衰老有关,并且已在多种组织中检测到,包括与肿瘤相邻的显然正常的细胞。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41587-019-0297-6
 

《自然—方法学》:Online/在线发表,04 November 2019
 
新方法可分析微生物与代谢产物之间的互作
 
美国加州大学旧金山分校Rob Knight及其研究组报道了可用于分析微生物与代谢产物之间相互作用的人工神经网络。相关论文2019年11月4日在线发表于《自然—方法学》。
 
研究人员表示,整合多组学数据集对于微生物组研究至关重要。但是,推断整个组学数据集之间的交互具有多种统计学上的挑战。
 
研究人员通过使用神经网络(https://github.com/biocore/mmvec)来解决了此问题,其能够在存在特定微生物的情况下估算每个分子存在的条件概率。
 
研究人员以已知的环境(沙漠土壤湿润生物壳)和临床(囊性纤维化肺)实例为例,展示了这一方法恢复微生物与代谢物之间关系的能力,并证明了该方法如何发现微生物产生的代谢产物与炎症性肠病之间的关系。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41592-019-0616-3


  
新显微镜可同时实现神经活动的介观和双光子成像
 
美国耶鲁大学医学院Michael J. Higley、Michael C. Crair等研究人员合作实现了对皮层回路神经元活动的同时介观和双光子成像。该研究成果于2019年11月4日在线发表于国际学术期刊《自然—方法学》杂志。
 
研究人员提出了一种方法,可用于同时对局部微电路进行细胞分辨率的双光子钙成像和在清醒的小鼠中整个皮层的介观宽视野钙成像。
 
这一多尺度方法包括具有正交轴设计的显微镜,其中介观物镜位于大脑上方,而双光子物镜则位于水平方向,并通过微棱镜进行成像。
 
研究人员还介绍了一种病毒转导方法,可在小鼠大脑中稳定而广泛地传递基因。
 
这些方法使研究人员能够识别具有远距离皮层网络的锥体神经元和表达血管活性肠肽的中间神经元的行为依赖状态的功能连接。
 
这个成像系统为研究各种空间尺度上的皮质结构提供了强大的方案。
 
据了解,自发和感觉诱发的活动在哺乳动物皮质的不同空间尺度上传播,但是技术挑战限制了局部神经元回路功能与大脑范围网络动力学之间的概念联系。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41592-019-0625-2



深度学习实现荧光图像三维虚拟重聚焦
 
美国加州大学洛杉矶分校的Aydogan Ozcan及其研究组使用深度学习实现对荧光显微镜图像进行三维虚拟重聚焦。2019年11月4日,国际学术期刊《自然—方法学》在线发表了该研究成果。
 
研究人员证明了可以训练一个深度神经网络来将二维荧光图像虚拟地重新聚焦到样本内用户定义的三维(3D)表面上。
 
使用称为Deep-Z的这种方法,研究人员使用在单个焦平面上采集的荧光图像的时间序列,在3D中对秀丽隐杆线虫的神经元活动进行了成像,将视场深度数字化地增加了20倍,而没有任何轴向扫描、其他硬件或成像分辨率和速度之间的权衡。
 
此外,研究人员证明了这种方法可以校正采样漂移、倾斜和其他像差,所有这些都在获取单个荧光图像后以数字方式执行。
 
该框架还可以将不同的成像方式相互交叉连接,从而可以对单个宽视野荧光图像进行3D重新聚焦,以匹配在不同样本平面上获取的共聚焦显微镜图像。
 
Deep-Z具有提高体积成像速度的潜力,同时减少了与标准3D荧光显微镜相关的与样品漂移、像差和散焦有关的问题。
 
相关论文信息:
https://www.nature.com/articles/s41592-019-0622-5


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1 郑永军

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