爆发 | 中国学者1天发表4篇Nature/Cell，在生命科学领域取得重大进展

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染色体区域8p11-12的扩增是一种常见的遗传改变，与肺鳞状细胞癌（LUSC）的病因有关。FGFR1基因是该区域内肿瘤发生的主要候选驱动因素。但是，评估FGFR1抑制作为靶向治疗的临床试验并未成功。

2021年2月3日，斯坦福大学Or Gozani及澳门大学Shao Ningyi等人在Nature 在线发表题为“Elevated NSD3 histone methylation activity drives squamous cell lung cancer”的研究论文，该研究确定H3K36甲基转移酶NSD3（其基因位于8p11-12扩增子中）是LUSC肿瘤发生的关键调控因子，并表明NSD3依赖性使得LUSC在治疗上易受bromodomain抑制。

活性物质包括通过消耗能量来产生机械功的单元：例子包括生物系统（例如细菌和生物组织的集合体），由分子马达驱动的生物聚合物等。大多数主动系统表现出的空间顺序是由协调空间结构和活动主体的运动的相互作用所介导的，或者是各个振荡动力学的时间同步。同时控制空间和时间组织更具挑战性，通常需要复杂的相互作用。2021年2月3日，香港中文大学吴艺林团队在Nature 在线发表题为“Viscoelastic control of spatiotemporal order in bacterial active matter”的研究论文，该研究报告了一种简单的技术，可以同时控制细菌活性物质的时空自组织。该研究限制了大肠杆菌细胞的致密活性悬浮液，并通过添加纯化的基因组DNA来操纵一个宏观参数，即悬浮液的粘弹性。该研究的发现提供了对复杂液体中细菌运动行为的影响的洞察力，这可能是健康和生态相关研究的兴趣所在，并通过实验证明了流变特性可以用来控制活性物质的流动。

栽培的水稻品种均为二倍体，并且由于其在基因组缓冲，活力和环境稳定性方面的优势，长期以来人们一直希望将水稻进行多倍化。但是，一条可行的途径仍然难以捉摸。2021年2月3日，中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋，梁承志，高彩霞及Yu Hong在Cell 在线发表题为“A route to de novo domestication of wild allotetraploid rice”的研究论文，该研究描述了一种可行的策略，即野生异源四倍体水稻的从头驯化。该研究首先选择3种来源于美洲的异源四倍体CCDD基因组野生稻, 包括高秆野生稻(O. alta)、重颖野生稻(O. grandiglumis)和阔叶野生稻(O. latifolia),开展遗传转化效率评价, 仅发现1份高秆野生稻具有较好的愈伤组织诱导和再生能力, 并将其命名为PPR1 (polyploid rice 1)。高秆野生稻植株高大(>2.7 m), 叶片宽大(>5 cm), 稻穗长(>48 cm),着粒稀, 籽粒小(千粒重约为8.79 g), 籽粒上具长芒, 耐逆且抗病虫能力较强(图1)。为实现高效的基因组编辑, 他们进一步优化遗传转化系统, 将PPR1的转化效率和再生率分别提高到约80%和40%, 为利用基因编辑技术开展高秆野生稻的从头驯化奠定了基础。

COVID-19患者的免疫功能异常是影响症状和死亡率的关键，但对相关免疫细胞的详细了解尚不完全。2021年2月3日，北京大学，海军军医大学，首都医科大学等40多家单位联手合作，张泽民，周鹏辉，蒋庆华，黄志伟，贝锦新，卞修武，刘新东，程涛，赵平森，王福生，苏冰，王红阳，张政，瞿昆，王晓群，陈捷凯，金荣华等共同通讯在Cell 在线发表题为“COVID-19 immune features revealed by a large-scale single cell transcriptome atlas”的研究论文，该研究对来自196名COVID-19患者和对照的284个样品应用了单细胞RNA测序，并创建了一个拥有146万个细胞的全面免疫环境。大型数据集能够确定不同的外周免疫亚型变化与COVID-19的年龄，性别，严重性和疾病阶段等不同的临床特征有关。SARS-CoV-2 RNAs存在于多种上皮和免疫细胞类型中，并伴随病毒阳性细胞内的转录组显著变化。S100A8 / A9的系统性上调主要由外周血中的巨核细胞和单核细胞引起，可能导致重症患者中频繁观察到的细胞因子风暴。该研究数据为了解COVID-19的发病机理和制定有效的治疗策略提供了丰富的资源。

染色体区域8p11-12的扩增是一种常见的遗传改变，与肺鳞状细胞癌（LUSC）的病因有关。FGFR1基因是该区域内肿瘤发生的主要候选驱动因素。但是，评估FGFR1抑制作为靶向治疗的临床试验并未成功。

该研究确定H3K36甲基转移酶NSD3（其基因位于8p11-12扩增子中）是LUSC肿瘤发生的关键调控因子。与其他8p11-12候选LUSC驱动程序相比，NSD3表达的增加与其基因扩增高度相关。在LUSC小鼠模型中，NSD3的消除而不是FGFR1的消除减弱了肿瘤的生长并延长了生存期。

该研究确定一个LUSC相关的变种NSD3（T1232A），在体外和体内，H3K36（H3K36me2）的二甲基化显示出增加的催化活性。结构动力学分析表明，T1232A取代引发了整个NSD3催化域的局部迁移率变化，从而减轻了自抑制作用并增加了H3底物的可及性。NSD3（T1232A）在体内的表达加速了LUSC小鼠模型的肿瘤发生并降低了总生存期。 

NSD3（T1232A）对H3K36me2的病理学生成重新编程了染色质景观，以促进致癌基因表达。此外，NSD3以某种方式依赖于其催化活性，促进了人类气管支气管细胞的转化和异种移植的人LUSC细胞系的生长。包含NSD3扩增或NSD3（T1232A）编码变体的原发LUSC患者来源的异种移植物中NSD3的耗竭减弱了小鼠的肿瘤生长。最后，NSD3调控的LUSC衍生异种移植物对bromodomain抑制高度敏感。因此，该研究工作将NSD3鉴定为LUSC中主要的8p11–12扩增子相关致癌驱动物，并表明NSD3依赖性使得LUSC在治疗上易受bromodomain抑制。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-03170-y

https://www.nature.com/articles/s41586-020-03168-6

doi:10.1016/j.cell.2021.01.013

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.053

编者按：本文转载自微信公众号：iNature(ID：Plant_ihuman)，作者：椰子