1.Science：新研究揭示小鼠小腦與人類存在很大不同
doi:10.1126/science.aax7526
在一項新的針對大腦的研究中，來自美國、意大利、英國、法國和以色列的研究人員發現小鼠小腦可能并不是人類小腦的良好模型。相關研究結果于2019年10月17日在線發表在Science期刊上，論文標題為“Spatiotemporal expansion of primary progenitor zones in the developing human cerebellum”。他們描述了他們的涉及人類、小鼠和獼猴小腦發育的比較研究。
圖片來自CC0 Public Domain。
先前的研究已表明小鼠小腦和人類小腦足夠相似，因此針對小鼠小腦開展的實驗可用于了解有關人類小腦如何發揮功能的更多信息。人類的小腦是大腦的一部分，負責處理感官信息和對這種信息作出的反應。在這項新的研究中，這些研究人員試圖找出小鼠小腦是否真地 足夠像人類小腦而使得此類實驗的結果對人類有用。
這項新的研究涉及非常密切地研究小鼠、人類和獼猴（另一種用于小腦研究的動物）中小腦的發育。這些研究人員在獲得來自醫院和其他機構的人類小腦組織樣本、來自受試小鼠的小腦樣本和來自先前研究工作的獼猴小腦組織圖像后，對它們進行了比較。他們發現他們 有足夠的材料和數據來比較從受孕后30天到出生后大約9個月的小腦發育。
這些研究人員報道，他們發現了一個完全出乎意料的差異---一組之前在人類小腦、小鼠或獼猴的大腦中從未見過的祖細胞。在此發現之前，僅在人類的大腦皮層中見到這類組細胞。他們還發現在稱為菱唇（rhombic lip）的區域中的一些祖細胞是小腦顆粒神經元的來源 。他們發現與小鼠和獼猴相比，菱唇在人體內的發育需要更長的時間---它在整個妊娠過程中持續成熟。他們認為，這些明顯的差異可能意味著對小鼠和人類小腦的比較可能不像人們希望的那樣具有啟發性。他們還指出，這種差異可能也解釋了為何很難在動物模型中模擬 與人類中小腦相關的缺陷。
2.兩篇Science：揭示共生細菌在粘膜相關恒定T細胞發育中的作用
doi:10.1126/science.aax6624； doi:10.1126/science.aaw2719； doi:10.1126/science.aaz4014
粘膜相關恒定T細胞（mucosa-associated invariant T cell, MAIT細胞）在粘膜穩態中起著重要作用。MAIT細胞識別由主要組織相容性復合體Ib類分子MR1呈現的微生物小分子。無菌小鼠中不存在MAIT細胞，而微生物群控制MAIT細胞發育的機制尚不清楚。Legoux等人發現在小鼠中，胸腺中MAIT細胞的發育受細菌產物5-（2-氧代丙基亞氨基氨基）-6-D-核糖基氨基尿嘧啶的支配，該細菌產物快速地從粘膜運輸到胸腺中，在那里它被MR1捕獲和并被呈遞給發育中的MAIT細胞。Constantinides等人報道MAIT細胞誘導僅發生在有限的早期生命窗口內，需要暴露于產生核黃素衍生物的特定微生物中。皮膚中MAIT細胞和共生細菌之間的持續相互作用調節組織修復功能。這兩篇論文共同強調了微生物群如何通過分泌像自身抗原一樣起作用的化合物來指導免疫細胞的發育以及在粘膜部位的后續功能。
3.Science：脫落酸受體激動劑讓植物免受干旱的傷害
doi:10.1126/science.aaw8848； doi:10.1126/science.aaz4857
干旱給全世界的農民造成每年數十億美元的損失。植物水分利用效率的關鍵是受脫落酸及其受體調節的信號轉導通路。Vaidya等人篩選了一組候選小分子，并使用結構指導的設計優化了脫落酸受體激動劑的功能。脫落酸受體激動劑的應用可以保護擬南芥、小麥和番茄免受水分不足的傷害。
4.Science：美國健康算法中存在種族偏見
doi:10.1126/science.aax2342； doi:10.1126/science.aaz3873
美國醫療保健系統使用商業算法來指導健康決策。Obermeyer等人在一種廣泛使用的算法中找到種族偏見的證據，比如通過該算法分配到相同風險等級的黑人患者比白人患者病情嚴重。這些作者估計，這種種族偏見使確定需要額外護理的黑人患者數量減少了一半以上。之所以會出現這種偏差，是因為該算法將醫療費用作為醫療需求的替代指標。花費在具有相同需求水平的黑人患者身上的資金更少，因此該算法錯誤地得出結論：黑人患者比同樣患病的白人患者更健康。重新設計該算法，使其不再使用醫療費用作為醫療需求的替代指標，就可消除在預測誰需要額外護理時的種族偏見。
5.Science：浙江大學揭示NOD1和NOD2棕櫚酰化是檢測細菌所必需的
doi:10.1126/science.aau6391
細胞內蛋白的區室化對于其功能至關重要。脂質分子的添加將蛋白重新分布到細胞表面或膜結合細胞器。通過研究轉基因小鼠和組織培養細胞，中國浙江大學的研究人員發現NOD1和NOD2是負責檢測細胞產物的兩種蛋白，需要發生脂質修飾才能將它們招募到細胞核上并發揮功能。ZDHHC5酶介導了這種特定的脂質修飾，即半胱氨酸巰基的棕櫚酰化（palmitoylation）。ZDHHC5的丟失或移除NOD1和NOD2中的這種重要的修飾殘基可破壞它們的功能，從而損害了抗菌反應。人類NOD2變異體顯示出改變的棕櫚酰化，這可能有助于解釋許多炎癥性疾病，比如腸易激綜合癥。
6.Science：從結構上揭示mTORC1停靠在溶酶體表面上機制
doi:10.1126/science.aay0166
蛋白激酶mTORC1可根據外界信號控制細胞生長。在營養物質的存在下，它定位在溶酶體的表面上，并在那里被激活。mTORC1的Raptor結構域與由Rag鳥苷三磷酸酶異二聚體和蛋白Ragulator組成的復合物結合，其中Rag異二聚體可根據營養狀況而采用四種不同的核苷酸構象。Rogala等人通過低溫電子顯微鏡技術解析出Raptor-Rag-Ragulator復合物的結構，分辨率為3.2埃。這種結構說明了為何Raptor僅與Rag異二聚體的特定核苷酸構象結合，并提出了mTORC1如何停靠在溶酶體表面上的模型，其中這種停靠是mTORC1激活的關鍵步驟。
7.Science：探究蚯蚓多樣性的全球分布
doi:10.1126/science.aax4851； doi:10.1126/science.aaz5670
蚯蚓是土壤生態群落的關鍵組成部分，在生態系統的分解和養分循環中起著至關重要的作用。通過使用來自7000多個位點的數據，Phillips等人繪制了蚯蚓多樣性、豐度和生物量分布的全球圖譜。這些分布模式不同于在地上分類群中常見的分布模式；在中緯度地區有多樣性和豐度的峰值，在熱帶地區有生物量的峰值。氣候變化強烈影響這些模式，而且這些變化可能對其他的土壤生物和更廣泛的生態系統功能產生連鎖效應。
8.Science：適合度較高的酵母基因型對有害突變的抵抗力較差
doi:10.1126/science.aay4199； doi:10.1126/science.aaz5189
穩健性（robustness），或者說突變對適合度的影響，可以影響一個物種的進化軌跡。Johnson等人通過在酵母的許多不同遺傳背景中引入大量有害突變，發現對于許多突變，背景的適合度越大，突變的有害影響越大。因此，適合度較大的酵母譜系對有害突變的容忍度較低，而適合度較小的酵母譜系可以容忍更多的突變。這一觀察結果支持了有益突變收益遞減的趨勢，這一點已經被證明會影響適應模式。
9.Science：獲得靶向流感病毒神經氨酸酶活性位點的廣泛保護性人類抗體
doi:10.1126/science.aay0678
迫切需要一種具有廣泛保護性的流感疫苗，以中和這種不斷變化的致命病毒。Stadlbauer等人將他們的注意力從當前的疫苗靶標（易變異的血凝素）上轉移開，并研究了另一種替代性的變異性較小的病毒外殼糖蛋白：神經氨酸酶。這些作者從一名自然感染了H3N2病毒亞型的人類供體中提取出單克隆抗體（mAb）。在小鼠中，這些mAb可廣泛抵抗甲型流感病毒組1和2（人類、禽和豬起源）和某些乙型流感病毒。這些mAb在感染后的72小時內也具有治療效果。這種廣泛的反應性可能與這名人類供體的感染史有關，其體內的成漿細胞產生的抗體具有可插入到神經氨酸酶活性位點的長片段。
10.Science：浙江大學從結構上揭示人類鉀離子-氯離子共轉運體KCC1作用機制
doi:10.1126/science.aay3129
陽離子-氯離子共轉運體（cation-chloride cotransporter）會在細胞膜上轉運氯離子和陽離子，對調節細胞體積和設定細胞內的氯離子濃度非常重要。這種共轉運體突變會導致嚴重的疾病，比如癲癇。中國浙江大學的研究人員通過冷凍電子顯微鏡確定了人類鉀離子-氯離子共轉運體KCC1的結構。基于這種結構、功能研究和分子動力學模擬，他們提出了離子轉運模型。該結構為解釋鉀離子-氯離子共轉運體中與疾病相關的突變提供了框架。