一文看全细胞年度最值得重视的9篇重磅论文

▎学术经纬/报导

近来，顶尖学术期刊《细胞》推出了“Best of 2019”特刊，会集介绍了在2018年末到2019年末刊登的9篇优异研讨论文。

特刊前语介绍，这些值得重视的论文，代表了当今生物学多个范畴的前沿，一同“令人兴奋的技能和试验办法也是一大特色”。今日，学术经纬团队就和读者朋友们一同共享这些重磅研讨。

立异显微技能展示胚胎发育的高清进程

人们花了几个世纪的时刻来研讨试验动物是怎么从受精卵开端发育。但是，关于像小鼠等安排透光性差、细胞数量剧增的哺乳动物胚胎，要长时刻调查其动态改动，技能难度极大。霍华德·休斯医学研讨所（HHMI）的科学家们搭建了一台强壮的单层光显微镜，结合先进的算法，让咱们在时刻与空间的维度上，以史无前例的清晰度看清小鼠胚胎的发育进程，并调查到单个细胞在安排形状发作进程中的动态改动。这项研讨荣登当期《细胞》封面。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.09.031

深度学习精确猜测mRNA的剪接效果

经典的生物学理论中，DNA中的遗传信息先转录成为mRNA，再翻译为蛋白质。其间，mRNA需求阅历一个名为“剪接”的进程，去除mRNA前体中的内含子，并把外显子拼接在一同。mRNA剪接出错会带来严峻的成果。据估计，稀有遗传疾病患者中，10%左右的致病骤变来自mRNA剪接过错，但人们对这种变异没有有充分知道。

这项研讨描绘了一种深度神经网络，能够精确的经过任何mRNA前体的序列，精确猜测剪接点，然后精准猜测是否会呈现剪接构成的非编码遗传变异。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.12.015

让哺乳动物具有感知红外光的超级视力

中国科学技能大学薛天教授与麻省大学医学院韩纲教授协作宣布的这项研讨是视觉神经生物学与立异纳米技能的穿插效果，打破动物视觉感知的物理极限，初次在哺乳动物上完成裸眼红外光感知和红外图画视觉才能。

研讨人员规划了可与视网膜光感受器结合的纳米颗粒，将其注入小鼠视网膜。因为这种纳米颗粒能够在吸收红外光后激起小鼠感光细胞的电活动，小鼠不只取得感知红外线的才能，还能够分辩杂乱的红外图画。与此一同，小鼠在可见光下的视觉没有受必定的影响。

这项技能不只能赋予咱们超级视觉，假如改动纳米颗粒的吸收和发射广谱，还有或许协助视觉感知有缺点的患者修正视觉，完成向眼底投递药物等功用。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.038

相别离与转录调控

细胞中，基因表达遭到转录因子的操控。转录因子由DNA结合域和激活域组成。麻省理工学院闻名生物学家Richard Young院士领衔的这项研讨，以转录因子OCT4和GCN4为例，展示了激活域经过与转录中介体复合物集合构成液体，发挥基因激活功用。这项研讨为咱们了解已知的几百种转录因子怎么在细胞命运决议和疾病发作进程中调控要害基因的表达供给了新的知道。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.042

大规模研讨展示人体微生物组多样性

许多休息在人体的微生物与人类的健康和疾病密切相关，但大部分微生物对咱们而言仍然是不知道的。意大利特伦托大学的一支研讨团队打开一项超大规模研讨，样本涵盖了不同地理位置、年纪和生活方式的人群以及人体的不同部位。他们运用单样本宏基因组拼装，构建出超越15万个人体微生物基因组，其间77%曾经从未被描绘过，确认了一些普遍存在、但曾经未被发现的微生物类群，尤其是那些在非西方人群中的一起微生物。

此外，这项研讨展示的宏基因组拼装战略也代表了一种可扩展的办法，能够轻松又有用地应用于大规模整合宏基因组。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.001

充溢潜力的新式免疫检查点按捺剂

革命性的癌症免疫疗法，经过免除T细胞外表起活性按捺作用的受体，来让T细胞康复对癌细胞的进犯才能。由两名法国科学家领导的一支科研团队发现，T细胞和天然杀伤细胞的外表很多表达一种叫NKG2A的受体分子，很或许也是这样的刹车。

一系列试验和前期临床试验效果显现，针对NKG2A规划的抗体与现有的免疫检查点按捺剂联合运用，能有用提高免疫细胞的抗肿瘤才能，更好地医治癌症患者！

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.014

不依赖光源的DNA显微镜

由Broad研讨所的张锋博士及其协作者创造的这种技能，不需求特别的、贵重的光学器材，就可展示细胞和安排中遗传物质的空间结构。只是运用样品自身和一些试剂，便可运用化学反应经过显微镜展示核苷酸的空间信息，化学反应的产品能够凭借DNA测序被解码并被合成为一张细胞图片。

研讨者期望，终究可经过这种DNA显微镜精确辨认改动的基因序列，比方癌症骤变、免疫相关受体基因等。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.019

挑选CRISPR-Cas9小分子按捺剂

在基因修改系统CRISPR-Cas9中，SpCas9蛋白是一种常用的核酸内切酶，它能够像剪刀相同切开DNA。在运用基因修改医治遗传疾病时，假如这把剪刀在人体内失控，或许会张狂损坏人类基因组，成果不行幻想。因而，有备无患的科学家们开端寻觅靶向SpCas9的按捺剂，操控它的活性。

这项作业由Braod研讨所的Amit Choudhary教授主导，搭建了两套系统来监测和评价CRISPR-Cas9的活性。运用这一高通量渠道，研讨人员已成功挑选出两种化合物，能在哺乳动物细胞系中，剂量相关地按捺SpCas9的活性。而这项发现也为快速挑选其他CRISPR相关核酸酶的小分子按捺剂奠定了根底。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.04.009

古DNA重建美洲人群的前史

在这篇论文中，一支由十数家科研机构协作参加的世界研讨团队剖析了来自阿根廷、巴西、智利、秘鲁等不同区域的49个个别的全基因组古代DNA，每个个别的前史至少追溯到9000年前，具有一起的先人。研讨效果在南美洲和北美洲之间发现了两条曩昔不知道的基因交换流，描画出美洲先人变迁的大致概括。这些基因依据提醒了古代人类在美洲的杂乱久居进程。

论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.027

2020年，让咱们一起见证更多科学发展诞生！

本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他渠道。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”大众号主页回复“转载”获取转载须知。其他协作需求，请联络wuxi_media@wuxiapptec.com。

癌症打破

才智之光

抢手前沿