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2017.1.17 每日早知道

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浏览:- 发布日期:2017-01-17 10:25:15【

周二

人工智能会抢医生饭碗吗?从MD安德森裁员说起
MD安德森肿瘤中心现有员工2万人,此次裁员约占5%,其中辞退员工800人,还有200名工作人员将提前退休回家。刚过新年就人心惶惶。

自去年9月以来,MD安德森肿瘤中心运转每况愈下,收入持续并加速下滑。为减轻新年第一季度进一步亏损,院领导不得不采取补救措施——“精兵减员”。如此裁员预期节省下来1.2亿美元支出。万幸的是,此次大裁员未影响到临床医生和护士们,尚未造成该诊疗中心“伤筋动骨”。

国内肿瘤医院若亏损,那是天大笑话!
MD安德森肿瘤中心院长DePinho教授在新闻发布会上感叹到:这是不得已而为之,医院必须维护“患者利益第一”的宗旨。事实上,2016全年MD安德森肿瘤中心财政亏损高达2.66亿美元,同比2015年亏损1.57亿美元,多损失了1.1亿美元。MD安德森肿瘤中心糟糕的收入状况与美国其他教学和研究型医院差不多,并非是个例。

在分析其中原因时,院长和财务总监认为,2016年医院全面推行电子化病历档案系统,不仅投资巨大,而且耗费了医护人员大量宝贵时间接受培训,以适应新的信息化电子病历系统,照顾患者的时间反而减少了。目前医院基本上已经恢复了正常运转。

是医院信息化耽误了挣钱大事!
美国癌症学会总医疗官Otis Brawley认为,类似MD安德森肿瘤中心这样巨大的医疗机构,全面升级信息化电子病案系统,就如同人做了大手术一样,需要恢复元气,会有失水平发挥的短暂阶段。这类现象不仅仅发生在MD安德森肿瘤中心,其他大型医疗机构和研究型医院也出现过。例如:达特茅斯的希区柯克医学中心是一所只有396张床位的研究型医院。同样原因,2016年度财政亏损了三千九百万美元。南卡罗莱纳州的格林维尔医疗中心去年也亏损了一千六百万美元,该医院也不得不裁员400人。

医院进行信息化升级,一方面,投资巨大,另一方面,从长计议会出现一批“累赘”员工。医院以此种恰当理由,让他们下岗回家。一旦人工智能应用于辅助临床诊疗,下岗人员可能就会波及医生和护士了。慢慢来,总会有那么一天!

相对于这些亏损医疗机构,纽约纪念斯隆-凯特琳肿瘤中心在2016年前三季度财务收入则盈余1.64亿元美元,还有哈佛大学的丹纳法伯癌症研究中心也略有盈余3千万美元。

除了裁员之外,MD安德森肿瘤中心也削减了副院长级以上主管的薪金,副院长级年薪在1百万美元左右,DePinho院长的工资高达2百万美元,外加上近21万美元岗位奖金。在宣布减员的同时,院长也把奖金如数捐出(不敢再拿了!)。

无论眼前的困境多么艰难,MD安德森肿瘤中心院长仍坚信:作为全球最好的肿瘤研究和治疗中心,MD安德森肿瘤中心的今天、明天和未来永远会将患者获益放在第一位。他也坦言:运行和管理如此巨大规模的医疗机构,特别是肿瘤治疗中心,不仅仅是有效地治愈患者,更需要善于经营和管理医院。无论怎样,我们的患者在这里依然享受着最佳治疗和照护。


2017年1月13日Science期刊精华
本周又有一期新的Science期刊(2017年1月13日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:首次发现病毒操纵细菌细胞结构机制
doi:10.1126/science.aal2130
在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员首次描述非常大的病毒在感染期间如何重编程细菌细胞内的结构。这一重编程过程让这些外来入侵的病毒诱导细胞产生上百个新的病毒,最终让它们感染的细胞因发生爆裂而死亡。

论文通信作者、加州大学圣地亚哥分校分子生物学教授Joe Pogliano说,“科学家们几百年来一直在研究病毒,但是在此之前,我们从未观察到这一点。我们开展的每个实验都获得新的激动人心的发现。”

感染细菌的病毒,也被称作噬菌体,是地球上数量最多的实体之一。

Joe Pogliano和他的同事们发现在噬菌体感染细菌后不久,它们破坏细菌细胞中许多现存的结构(包括细菌DNA),然后劫持剩余的细胞结构。这些噬菌体随后将整个细胞重新组装为一种高效的集中式工厂来产生更多的噬菌体。

Pogliano实验室博士后研究员Vorrapon Chaikeeratisak和研究生Katrina Nguyen发现入侵的噬菌体让细菌内部发生结构重组,从而产生类似于在真核细胞中发现的那些结构。

利用荧光显微镜,Chaikeeratisak和Nguyen发现当噬菌体在细菌细胞内复制时,它们构建区室从而将感染期间发生的不同过程分隔开来。

加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学教授Elizabeth Villa和加州大学旧金山分校生物化学与生物物理学教授David Agard采用一种被称作低温电子断层扫描术(cryo-electron tomography, cryo-ET)的技术捕捉Chaikeeratisak和Nguyen起初在非常高的放大倍数下发现的那些过程的图像。

这些图像表明新的噬菌体颗粒在细菌的细胞核样区室(nucleus-like compartment)周围进行组装。最终,这些新的病毒颗粒让细胞发生爆裂并扩散出去,从而感染附近的细胞。

Pogliano说,“观察到噬菌体操纵细菌细胞是完全出乎意料之外的,这是因为之前还未曾发现噬菌体如此剧烈地让细菌细胞发生结构重组。这种简单的细菌细胞经过重组后产生的结构类似于现存的更加复杂的真核系统,从而模糊了简单的细菌细胞与植物和动物等高等生物细胞之间的界限。”

2.Science:解析出酵母小亚基加工体的三维结构图
doi:10.1126/science.aal1880
在一项新的研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究人员解析出迄今为止最为详细的细胞制造负责产生非常重要的蛋白的纳米机器(即核糖体)过程中一个重要步骤的三维图。这些结果促使科学家们重新评估他们设想核糖体组装过程中这个早期阶段的方式。

他们解析出的这种结构属于一种正式名称为“小亚基加工体(small subunit processome)”的颗粒。在这种颗粒能够完成它的宿命成为一个完整的核糖体的小亚基之前,在它内部的RNA需要加以折叠、调整和切割。

像大多数针对核糖体的研究一样,这项研究利用酵母作为研究对象,这是因为它的蛋白制造机器(即核糖体)看起来几乎与其他的复杂细胞(包括我们自己的细胞)中的一模一样。

为了获得这种颗粒迄今为止分辨率最高的结构图,Klinge、论文第一作者Malik Chaker-Margot和其他的团队成员使用了一种被称作冷冻电子显微镜技术的方法。

3.Science:施一公等在《科学》发文报道酵母剪接体三维结构
doi:10.1126/science.aak9979
清华大学生命学院、结构生物学高精尖创新中心施一公教授研究组于《科学》(Science)杂志就剪接体的结构与机理研究再发长文(Research Article),题为《酵母剪接体处于第二步催化激活状态下的结构》(Structure of a Yeast Step II Catalytically Activated Spliceosome),报道了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)剪接体在即将开始第二步剪接反应前的工作状态下的三维结构,阐明了剪接体在第一步剪接反应完成后通过构象变化起始第二步反应的激活机制,从而进一步揭示了前体信使RNA剪接反应(pre-mRNA splicing,以下简称RNA剪接)的分子机理。

由于真核生物中的基因编码区中存在不翻译成蛋白质的序列(称为内含子),染色体DNA转录出来的前体mRNA(pre-mRNA)并不直接参与蛋白质翻译,而是需要先将其中的内含子片段去除,才能进入核糖体进行蛋白质合成。内含子的去除需要通过两步转酯反应来实现:首先,位于内含子序列中下游被称为分支点(branch point sequence)的序列中有一个高度保守的腺嘌呤核苷酸(A),其2’羟基亲核攻击内含子5’末端的鸟嘌呤(G),于是第一步反应发生,形成套索结构;然后,5’外显子末端暴露出的3’-OH向内含子3’末端的鸟嘌呤发起攻击,第二步反应发生,两个外显子连在一起。通过这两步反应,前体信使RNA中数量、长度不等的内含子被剔除,剩下的外显子按照特异顺序连接起来从而形成成熟的信使RNA(mRNA)。

这两步化学反应在细胞内是由一个庞大、复杂而动态的分子机器——剪接体催化完成的。对于每一个内含子来说,为了调控反应的各个基团在适当时机呈现合适的构象从而发挥其活性,剪接体各组分按照高度精确的顺序结合和解离,组装成一系列具有不同构象的分子机器,统称为剪接体。根据它们在RNA剪接过程中的生化性质,这些剪接体又被区分为B、Bact、B*、C、P、ILS等若干状态。获取剪接体在组装、激活、催化反应过程中各个状态的结构是最基础也是最富挑战性的结构生物学难题之一。

4.Science:重大突破!科学家首次在细菌中发现朊病毒样蛋白
doi:10.1126/science.aai7776
朊病毒(Prions)是一种被认为能够引发诸如疯牛病等大脑退行性疾病的感染性因子,如今研究人员在细菌中或许也发现了朊病毒的踪迹。肉毒杆菌是一种能够诱发中毒的细菌,研究者发现,当肉毒杆菌中的一部分蛋白插入到酵母和大肠杆菌的细胞中时,该蛋白的行为类似于朊病毒,相关研究发表于Science杂志上。

截止到目前为止,研究者仅在真核生物的细胞中发现了朊病毒。

在最新的研究中,研究人员利用能够识别酵母细胞中产生朊病毒蛋白的软件对大约6万个细菌基因组进行了分析,最后他们发现了一种细菌分泌性的蛋白—Rho,在诸如肉毒杆菌和大肠杆菌等很多细菌中,Rho都是一种基因表达的主要调节子,因此该蛋白能够控制许多基因的活性。

当将将从肉毒杆菌中取出的Rho朊病毒蛋白形成部分注入到大肠杆菌中时,就会出现畸形蛋白质的聚集形成,此外,当小段蛋白质被插入到酵母细胞时,其就会替代酵母细胞中一种已知的朊病毒形成蛋白的功能。研究人员发现,尽管在大肠杆菌中正常版本的Rho能够抑制基因活性,但当该蛋白处于朊病毒形式下时很多基因都会活性表达,这就表明,朊病毒或许会促进细菌适应多种类型的环境压力,比如研究者还发现,大肠杆菌能够对Rho的朊病毒形式进行修饰,使其对乙醇能够更加耐受。

相关研究结果表明,大约在23亿年前,在真核生物和细菌间,朊病毒就已经表现出了进化上的分裂;研究者Hochschild说道,在自然界中朊病毒要比我们此前假设的分布要更广泛一些,当然我们认为在细菌中或许还存在其它形式的形成朊病毒的蛋白。

由于朊病毒能够遗传,研究者认为,这种蛋白能够促进细菌在不需要进行遗传突变的前提下对其特性进行遗传,而细菌或许也能够对环境快速做出反应,比如应对抗生素时;下一步研究人员将进一步研究证实,在天然宿主中Rho是否能够扮演类似朊病毒的角色,研究者Chien说道,但这或许看起来比较困难,因为相比其它实验室有机体(细菌)而言,肉毒杆菌似乎并不太容易进行遗传性实验。

5.Science:海马体之外还有形成记忆的新系统
doi:10.1126/science.aag2787; doi:10.1126/science.aam5404
直到现在,海马体仍然被认为是与形成和唤醒记忆有关的最重要脑部区域,其他区域只起到次要作用。但是发表在国际学术期刊Science上的一项新研究发现脑部的内嗅皮质区域在其中发挥着新的独立作用。奥地利科学技术研究所的科学家们发现大鼠的内嗅皮质能够进行运动记忆的重放不需要经过海马体。

当空间记忆形成,内嗅皮质区域的细胞特别是网格细胞会发挥导航系统一样的作用。它们为海马体提供位置信息并提供一些动物移动距离和方向的提示,大鼠通过海马体内形成的神经元网络编码位置和移动信息。当海马体的神经元网络以一种高度同步的方式激活就会发生记忆的唤醒,直到现在一直认为海马体是记忆重放的发起者,负责协调记忆的巩固,而内嗅皮质只负责将信息转播到其他脑部区域。

在这项研究中,研究人员对大鼠的记忆唤醒过程进行了研究。他们发现位于内嗅皮质外表层的神经元会在记忆任务中发生激活,并进行路径编码,这部分神经元中包括网格细胞,可以向海马体输入信号。令人意外的是,研究人员发现内嗅皮质表面区域神经元的重新激活不会伴随海马体神经元的重新激活。无论是在睡眠时间还是清醒阶段,内嗅皮质表面区域神经元都只会触发自身的重新激活,独立于海马体进行记忆的唤醒和巩固。

6.Science:空间位置在蝙蝠大脑海马体中的呈现
doi:10.1126/science.aak9589
我们持续地在我们的环境中进行导航。这意味着从我们当前的位置A移到新的目标位置B。我们最近了解了很多关于大脑中的空间图的信息,其中在大脑中,位置细胞指明当前的位置。然而,仍不清楚的是,导航目标是如何在大脑中呈现的。Ayelet Sarel等人描述了蝙蝠大脑中的一组神经元。当飞向目标位置时,这些神经元依据相对于蝙蝠所在的当前位置的方向和距离加以调整。

7.Science:利用弯曲的β折叠设计具有凹处的蛋白
doi:10.1126/science.aah7389
在从头设计蛋白时,构建定制的结合位点是一项大的挑战,这是因为这些位点经常涉及不太理想的骨架结构。比如,弯曲的β折叠是一种常见的配体结合基序。Enrique Marcos等人通过研究自然蛋白中的β折叠几何结构和折叠模拟,探究了促进β折叠弯曲的原则。为了定制酶催化剂,他们利用这些原则控制β折叠的几何结构和设计具有不同形状凹处的蛋白。

8.Science:揭示猴子回忆的元记忆神经网络
doi:10.1126/science.aal0162
对我们自己的记忆进行自我监控和评估是一种被称作元记忆(metamemory)的精神过程。对元记忆而言,我们需要获取关于我们自己的记忆痕迹强度方面的信息。参与元记忆的大脑结构和神经机制是完全未知的。Kentaro Miyamoto等人在猕猴中设计出一种元记忆测试范例。他们将这种方法与功能性大脑成像结合在一起,揭示出用于回忆的元记忆神经基础。大脑前额中的一个特定区域在元记忆决策中发挥着至关重要的作用。让这个区域失活会导致元记忆遭受选择性损伤,但记忆本身不会受到影响。(生物谷 Bioon.com)