主題:激活

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腸道細菌激活 T 淋巴細胞引起脂肪肝

肥胖可誘發心血管疾病、癌癥和2型糖尿病等一系列疾病,也已經成為流行性健康風險因素。肥胖患者脂肪積累在肝臟,逐漸形成非酒精性脂肪肝病,發生胰島素抵抗。Ghazarian等最近在《科學免疫學》發表最新研究...即將發布

日期:2017年4月26日 - 來自[技術要聞]欄目

上海藥物所等發現B型GPCR激活新機制

B型分泌素GPCR家族由15種肽類激素受體組成,包括胰高血糖素受體、血管活性腸肽受體、胰高血糖素樣肽受體和甲狀旁腺激素受體等,在體內激素平衡調節中發揮關鍵作用,是治療骨類疾病、代謝性疾病和神經系統疾病...即將發布

日期:2017年4月7日 - 來自[技術要聞]欄目

青蒿素可對100多種蛋白質發生作用 研究稱還會被血紅素激活

英國《自然-通訊》雜志22日公布的一篇寄生蟲學論文,揭示了抗瘧疾藥物青蒿素的作用機制——確定青蒿素可針對100多種蛋白質發生作用。這項研究同時顯示,青蒿素會被血紅素這種特定的含鐵化合物激活。

目前對于瘧疾最有效的藥物就是青蒿素,以其為主的聯合療法成為世界衛生組織推薦的抗瘧疾標準療法,尤其在瘧疾重災區非洲,青蒿素已經拯救了上百萬生命。青蒿素需要二價鐵的存在才能激活,但是對于這種鐵的來源以及該藥物針對的蛋白質究竟有哪些,一直存在爭議。

此次,新加坡國立大學林青松和他的研究團隊,開發出一種有化學標記的青蒿素類似物來顯示青蒿素是如何針對惡性瘧原蟲中的蛋白質發揮作用的。惡性瘧原蟲是感染人瘧疾致病性最強的寄生蟲。

研究中,團隊成員發現124種蛋白質會被激活后的青蒿素結合,即青蒿素發生作用,而且這種結合是無法逆轉的。其中很多蛋白質均參與了寄生蟲必需的一些生物過程,這就可以解釋為什么青蒿素是如此有效的一種藥物。另外,研究人員還表明,血紅素是提供激活青蒿素所需的鐵的主要來源。

雖然很可能還存在其他的藥物靶點,但是這些研究有助于了解青蒿素是如何殺死瘧原蟲的。論文作者表示,鑒于世界上一部分地區如今出現了對于青蒿素的耐藥性,這些結果可能有助于促進開發出更好的治療瘧疾的代替方法。

此外,10月份的一項報告顯示,對于青蒿素有耐藥性的瘧原蟲不僅可以感染東南亞當地的幾種蚊子,還可以感染一種非洲的常見蚊子。這意味著抗瘧疾藥物青蒿素的耐藥性目前雖然只在東南亞存在,但也有可能會蔓延到世界其他地方。

科技改變生活

許多神藥,我們并不知道為何有效。比如青蒿素,居然是靠結合124種蛋白質來殺蟲,藥物機理的難以捉摸就在于此。在如此厲害角色的逼迫下,瘧原蟲仍然變異出了耐藥種類,頑強的生命力可見一斑。未來人類還會針對青蒿素的弱點研發新藥,而瘧原蟲也很可能在新一輪剿滅后死灰復燃。人與病原之間的軍備競賽永無止境。

日期:2015年12月25日 - 來自[技術要聞]欄目

神經科學研究顯示激活特定神經元可誘發快速眼動睡眠

一項最新神經科學研究顯示,位于小鼠大腦后側的特定神經元能夠誘導小鼠進入快速眼動睡眠(REM)。該結論有助于人們了解現在依舊非常神秘的快速眼動睡眠功能。

生物體入睡之后,心率減慢、血壓下降是非常明顯的生理功能變化。但在睡眠過程中有一段非常奇特的時間,腦電波頻率變快、振幅變低、心率加快、血壓升高,而且眼球會不停地左右擺動,這就是快速眼動睡眠,是大腦非常活躍、容易做夢的階段。60年前,人們已發現快速眼動睡眠和生動的夢境相關,但是快速眼動睡眠背后的機制及其功能依舊不明。

在這項最新研究中,位于后腦一個叫做延髓腹側區中的γ-氨基丁酸能神經元(GABAergic neurons)被發現在被激活時可以誘發快速眼動睡眠。

此次,美國加州大學伯克利分校的丹揚和她的研究團隊使用了光遺傳學技術——利用光來控制特定類型的細胞活動。研究顯示,當延髓腹側區中的γ-氨基丁酸能神經元被激活時,可以誘導和延長快速眼動睡眠。相反,抑制這些神經元的活動則會縮短和減少快速眼動睡眠。當小鼠清醒時,這些神經元在覓食和自我清理時最活躍。

目前還需要進一步的研究來確定這種控制機制如何參與小鼠快速眼動睡眠的形成。不過研究人員表示,這項研究提供了一種快速而有效的激發快速眼動睡眠的方法,這種方法將有助于研究現在依舊神秘的快速眼動睡眠的功能和與之相關的做夢。

相關研究報告發表于近日出版的英國《自然》期刊上。

日期:2015年10月16日 - 來自[技術要聞]欄目

超聲波首次激活神經細胞 新方法比光學遺傳學更具優勢

美國科學家發明了一種“聲學遺傳學”新技術,能用超聲波有選擇地激活大腦、心臟和其他組織中的細胞和分子。這種新技術使用了與醫學超聲影像同類的超聲波,但比以光學為基礎的傳統方法可能更具優勢。相關論文發表在15日出版的《自然·通訊》雜志上。

光學遺傳學通過添加光敏感通道蛋白來觀察目標神經。將一束激光照射到細胞上,研究人員可以選擇性地打通某些通道,激活或沉默目標神經。但光學方法對深藏在大腦中的細胞無能為力,通常必須實施外科手術植入光纖電纜,且光線很容易散射而不集中。

論文高級作者、索爾克生物研究所分子神經生物學實驗室副教授斯瑞肯斯·查拉薩尼表示,基于超聲波的新方法不僅能操縱神經和其他細胞,且能夠穿透身體而不發生散射,這是刺激大腦深處而不影響其他區域的最大優勢所在。

查拉薩尼團隊首先在秀麗隱桿線蟲中證實,微氣泡在低頻超聲波的作用下增大和縮小,可被無創地振蕩到蟲體內;然后發現被稱為“TRP-4”的膜離子通道對超聲波有所反饋。當超聲波撞擊微氣泡進入蟲體的時候,產生的機械變形可打開TRP-4通道并激活細胞。鑒于此,他們嘗試將TRP-4加入到神經元中并成功激活了通常對激光沒反應的神經元。

到目前為止,新方法只應用于線蟲神經元。查拉薩尼團隊接下來會將微氣泡注入到血液中,超聲波可以無創地到達包括大腦在內的任何人體組織。他們已經開始將之用于小鼠試驗中。

查拉薩尼補充道,光學遺傳學和聲學遺傳學兩種方法在將來對人類疾病治療中都會作用非凡。但在真正應用于人類之前,還需研究光線通道或超聲敏感通道在目標細胞中的安全性。

日期:2015年9月17日 - 來自[技術要聞]欄目

新方法在不改變細胞基因組的前提下幫助激活基因的表達

    當前干細胞研究中最熱門的話題就是開發出可以調節細胞分化的方法,細胞的分化過程基于細胞中的基因是否處于激活或失活的狀態,因此研究人員正在尋找多種方法來控制基因的表達,他們夢想有一天可以開發出新型方法,在特定時間段內精確調節基因的激活表達和失活。
    最近,發表于國際雜志Stem Cell Reports上,來自芬蘭赫爾辛基大學的研究者開發了一種新方法,其可以在不改變細胞基因組的前提下幫助激活基因的表達,而這一方法的應用就包括直接進行干細胞的分化研究。
    研究者Otonkoski表示,我們可以通過專門的細胞產生未分化的細胞,稱之為誘導多能干細胞(iPS),同時還可以通過提供合適類型的生長環境來調節這些細胞的分化;然而研究者并不能夠充足有把握地控制細胞的分化過程以確保該過程順利進行,而且分化最后單一的基因或許在必要的時間不會激活表達,而且細胞也會維持未成熟的狀態。
    在細菌和古菌中廣泛存在的成簇的規律間隔的短回文重復序列,即CRISPR系統就可以通過在特定位點對DNA進行切割來編輯基因,CRISPR系統通常被用于從細胞中移除錯誤的基因或引入可以進行特殊意愿表達的移植基因。文章中研究者就開發了一種新方法,該方法可以在不改變細胞基因組的情況下來調節單一基因的行為,該方法利用CRISPR系統,而該系統自身的調節可以被額外的化學物來控制。
    因此研究者就可以通過將少量RNA引入到細胞,使得RNA同基因調節區域中的活性蛋白進行結合,進而使得所需的基因可以接納特殊藥物,而當調節活性蛋白的化學物被提供給細胞時,所需基因就會按照意愿的方式進行激活。本文研究中研究者利用了兩種常見的抗生素—多西環素和甲氧芐啶,這兩種抗生素可以幫助精確且高效調節許多基因的表達,而且研究者指出,該方法可以在多種被檢測的細胞中發揮作用,包括干細胞等。
    最后研究者強調說,當前該方法僅用于實驗模型中,距離臨床應用還差一段距離,研究者認為這種新型方法可以作為一種重要的研究工具,來在實驗室幫助調節干細胞的分化,從而為后期開發新型潛在的疾病治療手段提供幫助。

日期:2015年9月15日 - 來自[遺傳與基因組]欄目

遺傳發育所合作研究揭示植物小肽-受體激活機制

小肽信號作為細胞間互作的重要介質,其與受體作用的分子機制是近年植物科學研究的熱點和前沿。植物磺肽素(Phytosulfokine,PSK)是近些年發現的一種小肽類植物內源激素,由一個五肽和兩個磺酸基團組成,它廣泛存在于大多數植物中,通過促進細胞增大和分裂調控植物生長,并參與花粉萌發和花粉管導向以及植物抗性等多種重要的生物學過程。已有的研究結果表明,PSK在細胞表面的受體是胞外區富含LRR基序的跨膜受體蛋白激酶PSKR,但是PSKR識別PSK的分子機制,以及結合PSK后的信號激活機制還是未知的。

  

中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員楊維才研究組與清華大學教授柴繼杰研究組合作,通過結合遺傳學、生物化學、結構生物學以及功能分析實驗,發現了PSKR識別PSK及識別后的激活機制。結果表明:與已知的其它小肽-受體激活機制不同,PSK小肽結合到細胞膜上的PSKR1胞外結構域中不完整的island domain上,穩定其結構,進而PSKR1招募共受體SERK1,SERK2 和BAK1形成異源二聚體,通過LRR結構域的二聚化來完成配體的感應,使其胞內結構域磷酸化并激活下游信號通路。該項研究為理解植物小肽-受體激酶的作用方式提供了一個新的模型。

  

該項工作于8月26日以Allosteric receptor activation by the plant peptide hormone phytosulfokine 為題在Nature 雜志發表(doi:10.1038/nature14858)。柴繼杰、楊維才為共同通訊作者;柴繼杰組的研究生王繼縱和楊維才組的副研究員李紅菊為共同第一作者;來自鄭州大學的研究人員也參與了部分研究工作。該項研究得到了科技部和國家自然科學基金委的項目資助。

日期:2015年9月2日 - 來自[技術要聞]欄目

研究發現激活TRP通道能阻止螨蟲接近蜜蜂


一場大蜂螨感染,如果不加以治療,可能在2~3年里摧毀整個蜂巢。農藥能幫助養蜂人擺脫這些寄生性節肢動物,但隨著時間的推移,這些螨蟲會對農藥產生耐藥性。這些寄生蟲以宿主體內的血液樣液體為食,并將卵產在幼蟲上。

在探索控制大蜂螨的植物基礎的替代選擇時,日本細胞生理學實驗室及其合作者發現,一種扁虱驅蟲劑能阻止螨蟲找到蜜蜂宿主。近日,刊登于《細胞報告》上的一篇論文顯示,研究人員了解了這種驅蟲劑如何激活螨蟲前腿上的一個感覺蛋白(瞬時受體電位離子通道——TRP通道)。這個蛋白質將影響一些對螨蟲生存十分重要的方面,例如,在蜂巢環境中,該蛋白質能有助于將螨蟲變為蜜蜂寄生蟲。

“幾種植物性扁虱驅蟲劑能激活大蜂螨的TRPA1通道,但對蜜蜂和果蠅的TRPA通道沒有影響。”該研究負責人Tatsuhiko Kadowaki說,“這是TRP通道進化可塑性的好例證,螨蟲在進化過程中有能力獲得新的激活機制。”

在許多生物體中,TRP通道的一個已知作用是感覺功能。這種蛋白質分布于許多類型的細胞表面,用于探知環境對于某些生物體而言是熱還是冷,而對于其他生物體,它們在視覺、聽覺、嗅覺和味覺等方面有重要作用。當Kadowaki研究小組激活大蜂螨的TRPA1通道時,將能抑制螨蟲進入有蜜蜂幼蟲的蜂巢。螨蟲通常在這里進行繁殖。

“大蜂螨的TRPA1通道是首個具有蜱螨亞綱特點的TRP通道。蜱螨亞綱包括螨蟲類和扁虱類,代表了大多數外部寄生蟲。” Kadowaki說,“我們希望進一步了解TRP通道在宿主與寄生蟲關系方面的作用及其適應寄生狀態需要背后的分子和細胞機制。”

此外,該實驗室還希望探索能針對TRP通道的天然殺蟲劑。

日期:2015年8月20日 - 來自[技術要聞]欄目
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