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这两年的生物突破研究,颠覆你前20年基础所学

生命的瑰丽,人类只窥探了毫厘。下面的内容盘点了2016-2017年改写教科书系列的研究,带你更新知识库。


一、与DNA、RNA、染色体有关



1. Cell:DNA的复制比人们想得要随便

 

2017年6月15日,发表Cell杂志上题为“Independentand Stochastic Action of DNA Polymerases in the Replisome”的研究中,科学家们首次观察到了单个DNA分子的复制画面,并且获得了一些惊人的发现。研究称,DNA的复制比人们想得还要随便。

 

传统的观点认为,DNA复制中,前导链和后随链上的聚合酶在某种程度上是相互协调的,复制速度基本保持一致,从而保证其中一条链上的聚合酶不会领先于另一个。然而,这一研究证实,先导链和后随链之间并没有互相协调,它们完全是freestyle。有时,后随链合成停止了,但先导链的合成却在继续增长。

 

2. PNAS:你的DNA会自然“发光”

 

几十年来,教科书上的知识表明,活细胞内的大分子(如DNA、RNA以及蛋白质)本身不会发荧光。当进行大分子成像时,需依赖于荧光染料来提高对比度。


然而,2016年8月17日,发表在PNAS杂志上题为“Superresolution intrinsic fluorescence imaging of chromatinutilizing native, unmodified nucleic acids for contrast”的研究发现,事实上,活细胞内的大分子可在自然条件下发荧光。

   

3.Science:男性可能是繁殖后代的非必要条件

  

2016年1月29日,发表在Science杂志上题为“Twogenes substitute for the mouse Y chromosome for spermatogenesis andreproduction”的研究表明,通过转基因技术,可使无Y染色体的小鼠重拾生育能力。


研究人员发现,利用其它染色体中的两个基因足以恢复无Y染色体的雄性小鼠精子的形成过程,且形成的精子通过辅助生殖技术可与卵子结合并形成胚胎。这意味着,对同性家庭来说也有希望培育后代。

二、与对机体的认识相关



4.Nature Neuroscience:科学家揭示第六种味觉,负责感知水

  

味蕾密集存在于舌头表面。过去,我们认为味蕾负责感知5种基本的味觉:咸、酸、甜、苦、鲜,其它味觉由这五种综合而成。2017年5月29日,发表在NatureNeuroscience上题为“Thecellular mechanism for water detection in the mammalian taste system”的研究表明,哺乳动物可能还存在第六种味觉,负责感知水。

 

还记得电视剧里哪些无色无味的毒药吗?人类保留水味觉,可能正是为了躲避危险。

  

5.Nature:造血担当不止是骨髓,肺也会

 

2017年3月22日,发表在Nature杂志上题为“Thelung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoieticprogenitors”的研究首次揭示了肺的一项先前不为人知的功能——造血。

 

具体来说,利用双光子活体成像(two-photon intravital imaging)技术,研究人员在肺部血管中意外地观察到了数量惊人的血小板产生细胞——巨核细胞。虽然这类细胞以前也在肺部被观察到过,但它们通常被认为主要在骨髓中“生活”,产生血小板。在肺部血管中,这些巨核细胞每小时能产生超过1000万个血小板,这表明,超过一半的小鼠血小板的生产发生在肺部,而不是骨髓中。

 

6.《柳叶刀》子刊:你的身体有了一个“新器官”

  

2016年11月1日,发表在The Lancet Gastroenterology & Hepatology杂志上题为“The mesentery: structure, function, and role in disease”的研究证实,我们身体里多了一个迄今尚未被承认的新器官——肠系膜。

 

研究小组认为,100多年来的解剖学将肠系膜当做是一个非常复杂的、东一块西一块的组合结构是不正确的。2012年,他们已经证实肠系膜根本不是组合结构,也不复杂,仅仅是一个连续结构。因此,该研究改写和更新了世界最知名的医学教材之一《Gray’sAnatomy》中的相关描述。连接肠和躯体的肠系膜其实是一个连续的器官。

 

7. Royal Society Open Science:聪明人的大脑是“嗜血”的

  

过去人们一直认为,人类智力的进化只是简单地与大脑尺寸有关。2016年8月31日发表在RoyalSociety Open Science上题为“Fossilskulls reveal that blood flow rate to the brain increased faster than brainvolume during human evolution”的研究发现,人类智力的进化与大脑血液供应的关系更加密切。


在进化过程中,人类大脑尺寸增加了350%,但惊人的是,大脑血流量增加了600%。研究人员认为,大脑血流量增加可能也是为了满足神经细胞间的连接需求。智力越高,大脑越需要不断地从血液中吸取氧气和营养物质。

三、与饮食相关



8. BJSM:心血管疾病不该让饱和脂肪背黑锅

  

先前,大家普遍认为饮食中的饱和脂肪会阻塞动脉并导致冠心病。然而,2017年4月25日发表于BritishJournal of Sports Medicine上题为“Saturatedfat does not clog the arteries: coronary heart disease is a chronicinflammatory condition, the risk of which can be effectively reduced fromhealthy lifestyle interventions”的一篇文章却提出了相反的观点。研究人员认为,饱和脂肪阻塞动脉这个概念完全是错误的。

 

该研究小组引用的综述显示,饱和脂肪摄入与心脏病风险升高无关。预防动脉粥样硬化的发展确实十分重要,但是动脉粥样硬化血栓形成才是真正的杀手,而非饱和脂肪本身。作者们表示,预防和治疗冠状动脉疾病不应该着重于降低血液脂肪和饮食饱和脂肪,而应该强调吃“真正的食物”,定期锻炼和尽量减轻压力。

 

9. 2篇JCI:高盐食物,让你饿,而不是渴

  

通常,我们认为含盐量高的食物会让我们口渴,需要补充更多的水分。2017年4月17日,发表在Journalof Clinical Investigation上的两篇论文却表明,事实并非如此。


通过模拟太空飞行,科学家们意外发现:摄取高盐食物会减少喝水量,同时,它会增加饥饿感。(论文一标题:Increased salt consumption induces body water conservation anddecreases fluid intake;论文二标题:Highsalt intake reprioritizes osmolyte and energy metabolism for body fluidconservation)。

 

10.The Lancet:低盐饮食不利健康

  

人们通常认为,高盐饮食容易导致一些健康问题的发生,低盐饮食、水果、运动、低脂肪饮食等有利于身体健康。然而,2016年5月20日,发表在TheLancet杂志上题为“Associationsof urinary sodium excretion with cardiovascular events in individuals with andwithout hypertension: a pooled analysis of data from four studies”的研究表明,低盐饮食对心脏健康不利,颠覆了传统认知。

 

研究综合了四项关于钠摄入量和心脏健康的研究,共涉及了49个国家的133000名志愿者。结果发现,对于无高血压人群,低盐饮食会增加26%的心脏病或中风风险;对于高血压人群,低盐饮食增加34%的心脏病或中风风险,而高盐饮食增加23%的心脏病或中风风险。此外,对于血压正常的人群,过量摄入食盐不会增加高血压的风险。


四、其它改写教科书或颠覆性研究



11.Neuro-Oncology:癌细胞的首选能源或为脂肪

 

几十年来,人们认为糖是脑肿瘤细胞的主要能量来源。然而,2016年6月29日,发表在Neuro-Oncology杂志上题为“Fatty acid oxidation is required for the respiration andproliferation of malignant glioma cells ”的研究发现,脑肿瘤以脂肪作为首选能源,颠覆了长期认识。

 

研究人员利用胶质瘤患者手术后捐赠的肿瘤组织以及小鼠模型进行研究,并给试验对象注射了脂肪酸氧化抑制剂—-乙莫克舍(etomoxir)。结果发现,该药物可以减缓肿瘤的生长,中位生存期延长了17%。近年来,多数科学家将饿死癌细胞聚焦在糖的供应上,如果该研究得到证实,那么未来癌症治疗或将被改变。

 

12. Science:不止干细胞具有自我更新能力

  

当我们的器官老化或损伤时,它们的更新通常依赖于组织中少量的干细胞,因为绝大多数分化细胞都丧失了分裂及生成新细胞的能力。


2016年1月12日,发表在Science杂志上题为“Lineage-specific enhancers activate self-renewal genes inmacrophages and embryonic stem cells”的研究发现,一种特殊的免疫细胞——人类巨噬细胞几乎能无限分裂与自我更新。科学家们还证实,巨噬细胞是通过激活与胚胎干细胞中相似的基因网络来做到这一点的。

 

13.Nature:抗癌个性化疫苗重大突破


近日,权威学术期刊《自然》杂志同时刊登了两篇来自不同团队的文章,展示了一种突破性的癌症新疗法——肿瘤新抗原疫苗的效果。分别来自美国和德国的两个团队,使用不同的方法制造了针对每个患者的个体化疫苗,在晚期黑素瘤患者身上的初步试验取得了良好的疗效。

 

目前,这两种新抗原疫苗均已进入后续研发阶段。它们开启了真正的癌症个体化治疗方案的大门,有望为这个领域带来深远的影响。

 

14.FDA:全球首个“广谱抗癌药”获批


5 月 23 日,美国 FDA 批准了默沙东公司的“明星”PD- 1 抗体 Keytruda 用于治疗携带一种特定基因特征的任何一种实体瘤。这是美国 FDA 批准的首款不依据肿瘤来源,而是依据生物标志物进行区分的抗肿瘤疗法,也是抗癌史上重要的一个里程碑。

 

具体来说,Keytruda 被批准用于治疗携带微卫星不稳定性高(microsatellite instability-high,MSI-H)或错配修复缺陷(mismatch repair deficient,dMMR)的成人和儿童实体瘤患者。这些患者的肿瘤不可切除或出现转移。这一适应症覆盖了先前治疗后病情进展的、没有满意替代治疗方案的实体瘤患者,以及接受某些化疗药物治疗后病情进展的结直肠癌患者。

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