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2017.3.3 每日早知道

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浏览:- 发布日期:2017-03-03 09:24:00【

周五

Science子刊:惊人发现!肠道细菌或可改变肠道和大脑的功能
日前,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现,肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)患者机体肠道和行为的症状,相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。

肠道易激综合征是一种常见的胃肠道疾病,其会影响机体的大肠组织,而患者也会遭受腹痛以及排便习惯的改变,比如腹泻和便秘等,通常患者还会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等,当前的疗法目的就是改善患者的症状,但患者的病因并不清楚,所以这些疗法的疗效显得非常有限。

本文研究中研究人员希望通过研究能够深入阐明是否发生腹泻的IBS患者机体的粪便微生物能够影响受体小鼠机体的肠道和大脑功能,利用粪便移植,研究人员就将IBS患者(焦虑或者非焦虑患者)机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中,随后研究者发现,相比接受健康个体微生物的小鼠而言,接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。

研究人员发现,通过粪便移植所影响的小鼠的疾病情况包括胃肠道症状、肠屏障功能障碍低度炎症以及焦虑样行为等。文章第一作者Giada De Palma说道,这是一项标志性研究,因为其超越了一种简单的关联性研究,而且本文研究发现了肠道微生物的改变会同时影响IBS患者机体肠道和行为的反应。

同时,本文研究也为研究人员开发靶向作用肠道微生物的新型疗法,以及寻找诊断IBS的生物标志物提供了新的线索;研究者总结道,本文研究或许提出了一种可能性,即包括益生菌疗法等微生物定向疗法或许能够有效治疗患者的肠道症状,同时也能够有效患者IBS患者的疾病表现。更有意思的是,研究者还发现,肠道中的微生物或许还能够影响大脑的功能,这就表明,肠道微生物或许在多种脑部障碍的发生过程中扮演着重要角色,比如焦虑、自闭症、帕金森疾病以及多发性硬化症等疾病。(生物谷Bioon.com)



3月2日Nature杂志精选文章一览
【1】封面故事:人口迁移的事实

本期《自然》聚焦人口迁移专题,具体探讨了各类移民报道背后的事实,并与难民和移民科学家展开对话。Vivek Wadhwa赞扬了为美国创造了工作和财富的外国企业家,Hubb Dijstelbloem和Gemma Galdon-Clavel则着重强调了使用技术追踪人口流动的行为日益增加所带来的伦理问题。

【2】海洋铁循环
doi:10.1038/nature21058

本篇综述文章描述了近期扩增的观测数据如何改变了我们对于海洋铁循环的理解,并增进了我们对海洋铁循环与主要海洋营养物(如碳和氮)之间关联的认识。研究者现在了解到,微量营养素铁在调节海洋初级生产力的量级和动力方面发挥着重要作用。

【3】深海热泉中的早期生命
doi:10.1038/nature21377

深海热泉一直被认为是地球上最早的宜居环境之一。现在,Matthew Dodd等人提出,深海热泉内部及其周围可能的生命标志物至少有37.7亿年历史,或许是地球上最早的生命证据。加拿大魁北克省北部的碧玉和碳酸盐岩保留了一些被认为能证明丝状微生物存在的特征,包括保留了存在微生物活动、远为年轻的岩石的形态的管状赤铁矿。

【4】胰腺内分泌肿瘤的基因组学研究
doi:10.1038/nature21063

胰腺内分泌肿瘤(PanNET)是第二常见的胰腺上皮性肿瘤。Aldo Scarpa、Sean Grimmond及同事报告了对102例原发性PanNET的全基因组测序结果,并分析了它们的突变标记。该研究是国际癌症基因组联盟项目的一部分。他们在涉及染色质重建、DNA损害修复、mTOR信号转导激活或端粒维持等功能的基因中发现了频繁的突变,还发现了突变标记,其中一个是由DNA修复基因MUTYH失活引起的。作者报告,生殖系突变对PanNET发展的影响超出预期。

【5】基因内DNA甲基化的作用
doi:10.1038/nature21373

基因启动子上的CpG序列甲基化与基因表达静默相关,但基因体DNA甲基化的功能尚不清楚。Salvatore Oliviero及同事表明,这种依赖于Dnmt3b酶的基因内DNA甲基化可以预防RNA聚合酶II虚假进入基因体,防止转录异常启动。延长RNA聚合酶会触发DNA甲基化和组蛋白H3 K36甲基化之间的交互作用,确保转录的精确性。

【6】超固体条纹相
doi:10.1038/nature21431

超固体像正常固体一样拥有长程序,但同时表现出超流体的特性。这种物质态极难形成,此前提出超固体氦存在的研究结果也尚未得到明确验证。Jun-ru Li及同事在一维自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚态中创造出了一种特殊的条纹相,并观察到一些预测的超固体特性。他们表明,这种条纹相和固体一样,在一个方向上拥有长程序,但同时具有尖锐的动量分布,类似超流体。作者认为,研究人员或可在此基础上,展示其它与无序和漩涡形成相关的奇异凝聚态效应。在本周发表的另外一篇论文中,Esslinger 及同事将一个原子玻色-爱因斯坦凝聚态与两个光谐振腔相耦合,成功打破了单方向上的连续平移对称。

【7】受牙釉质启发的坚硬材料
doi:10.1038/nature21410

仿生复合材料通常采用类珍珠质结构,即按层分布。Nicholas Kotov及同事从牙釉质中的纳米尺度柱状结构和其它生物复合材料中获得了灵感,采用叠层制造工艺创造出了一种包含垂直取向纳米线层的新型纳米复合材料。柱状结构集硬度和高能量耗散(韧性)于一体,所得材料质量轻且坚硬,并具有出色的阻尼特性,这种性质组合可用于承重方面的应用。

【8】甲烷催化剂的分子构成
doi:10.1038/nature21427

甲烷生成过程(微生物合成甲烷)每年大约会产生10亿吨甲烷气体,这对全球变暖造成了巨大影响。辅酶F430是一种含镍的修饰四吡咯,能够催化甲烷的生成,但研究人员还没有充分理解它是如何形成的。Warren及同事发现了负责F430生物合成的基因,并展示了所涉的每个关键酶的活动。作者阐明了含镍的分子框架是如何组装以优化甲烷生成的。厘清该辅酶的形成路径也完善了我们对修饰四吡咯家族其它成员的构造方式的理解。

【9】戈谢病的发炎起因
doi:10.1038/nature21368

戈谢病是一种溶酶体贮积症——基因GBA1 突变导致了糖基神经酰胺在免疫细胞中堆积,这通常会引起组织发炎,但其触发机制尚未可知。J?rg K?hl及同事报告了补体在戈谢病小鼠模型体内的作用。他们发现,补体激活糖基神经酰胺特异性自身抗体会驱动糖基神经酰胺堆积与发炎的自蔓延周期。

【10】光系统II中的氧-氧键形成
doi:10.1038/nature21400

X射线自由电子激光(XFEL)等技术的发展让人们得以更加详尽地观察光系统复合物的结构,使了解质子转移和键形成的机制成为可能。沈建仁及同事采用了一种新方法——时间分辨串行飞秒晶体学技术,利用XFEL观测了在两次闪光照明后形成的中间态。在照明时,作者发现一个水分子消失了,使另一个水分子更接近氧原子,其方式或许表明发生了质子转移。他们也获得了新氧原子包合的证据,它形成了人们此前一直猜测、但从未检测到的氧-氧键。这些发现增强了我们对光系统II中水氧化机制的理解。(生物谷Bioon.com)

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