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本周又有一期新的Science期刊（2018年8月3日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來(lái)。
圖片來(lái)自Science期刊。
1.Science：重大進(jìn)展！開(kāi)發(fā)出比標(biāo)準(zhǔn)的免疫熒光成像技術(shù)更好的細(xì)胞分析方法
doi:10.1126/science.aar7042
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自瑞士蘇黎世大學(xué)（UZH）的研究人員開(kāi)發(fā)出一種分析細(xì)胞及其組分的新方法，即迭代間接免疫熒光成像（iterative indirect immunofluorescence imaging, 4i）。這種創(chuàng)新性的方法極大地改進(jìn)了生物醫(yī)學(xué)中使用的標(biāo)準(zhǔn)免疫熒光成像技術(shù)，并為臨床醫(yī)生提供來(lái)自每個(gè)樣本的大量數(shù)據(jù)。4i使得在從組織到細(xì)胞器的不同水平下同時(shí)觀察至少40種蛋白及其修飾在數(shù)十萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中的同一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的空間分布成為可能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年8月3日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Multiplexed protein maps link subcellular organization to cellular states”。
論文作者、蘇黎世大學(xué)分子生命科學(xué)研究所博士后研究員Gabriele Gut說(shuō)，“4i是首ge為我們提供在從組織到細(xì)胞器的不同水平下對(duì)生物樣品進(jìn)行多重觀察的成像技術(shù)。我們能夠?qū)⑼粚?shí)驗(yàn)中在組織、細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上獲得的多重信息相關(guān)聯(lián)在一起。”
免疫熒光（Immunofluorescence, IF）使用抗體可視化觀察和定位生物樣品中的蛋白。盡管標(biāo)準(zhǔn)的IF方法通常對(duì)三種蛋白進(jìn)行標(biāo)記，但是4i使用現(xiàn)成的抗體和常規(guī)的熒光顯微鏡通過(guò)迭代雜交和移除樣品中的抗體來(lái)可視化觀察十倍以上的蛋白。Gut 解釋道，“想象一下細(xì)胞生物學(xué)家是記者。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是我們對(duì)細(xì)胞的采訪。對(duì)傳統(tǒng)的IF而言，我能夠提出三個(gè)問(wèn)題，但是對(duì)4i而言，我能夠討論40多個(gè)話題。”
一旦獲得這些大量數(shù)據(jù)，就必須對(duì)它們進(jìn)行分析---這是這些研究人員面臨的下一個(gè)難題。 “我們通過(guò)10個(gè)通道在10多種處理?xiàng)l件下獲得數(shù)千個(gè)細(xì)胞的亞細(xì)胞分辨率圖片。人眼和大腦4i收集的復(fù)雜生物數(shù)據(jù)。”
為了充分利用4i數(shù)據(jù)，Gut開(kāi)發(fā)出一種新的用于可視化觀察和分析的計(jì)算機(jī)程序，即多重蛋白圖譜（multiplexed protein map）。它從數(shù)百萬(wàn)個(gè)像素中提取出多重?zé)晒庑盘?hào)，并產(chǎn)生細(xì)胞中抽象但有代表性的多重蛋白分布圖譜。
因此，這些研究人員能夠?qū)?xì)胞景觀（cellular landscape）進(jìn)行系統(tǒng)性調(diào)查：他們成功地可視化觀察大多數(shù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞器在細(xì)胞周期中和不同環(huán)境下的細(xì)胞內(nèi)空間分布。
2.Science：探究團(tuán)體領(lǐng)導(dǎo)力的基礎(chǔ)
doi:10.1126/science.aat0036; doi:10.1126/science.aau5392
團(tuán)體領(lǐng)導(dǎo)力是至關(guān)重要的，幾乎滲透到社會(huì)的各個(gè)方面。領(lǐng)導(dǎo)力研究很少使用計(jì)算建?；蛏窠?jīng)成像技術(shù)來(lái)研究領(lǐng)導(dǎo)力形成的機(jī)制或神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。Micah G. Edelson等人從經(jīng)驗(yàn)和理論上發(fā)現(xiàn)，領(lǐng)導(dǎo)力的形成取決于元認(rèn)知過(guò)程（metacognitive process）。 表現(xiàn)出較少的“責(zé)任規(guī)避”的個(gè)人具有較高的領(lǐng)導(dǎo)力得分。一種將信號(hào)檢測(cè)理論與前景理論（prospect theory）相結(jié)合的計(jì)算模型提供了對(duì)這種偏好的機(jī)制上的理解。神經(jīng)影像學(xué)實(shí)驗(yàn)展示了關(guān)鍵的理論概念是如何編碼在大腦網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)和連通性中的，其中這個(gè)大腦網(wǎng)絡(luò)包括內(nèi)側(cè)前額葉皮層（medial prefrontal cortex）、顳上回（superior temporal gyrus）、顳部頂骨連接部位（temporal parietal junction）和前腦島（anterior insula）。
3.Science：探究微生物群落形成
doi:10.1126/science.aat1168
在自然條件下，細(xì)菌形成混合的相互作用的群落。理解這些群落如何形成和保持穩(wěn)定在各種環(huán)境（從生物技術(shù)應(yīng)用到我們的腸道）中都很重要。Joshua E. Goldford等人從含有數(shù)百至數(shù)千個(gè)序列變體的土壤和植物中采集微生物群落。在低濃度的單一碳源培養(yǎng)后，這些微生物能夠傳代，并與彼此的代謝產(chǎn)物進(jìn)行交叉培養(yǎng)；隨后，利用16S rRNA對(duì)獲得的微生物群落進(jìn)行測(cè)序，并且對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。在穩(wěn)定的條件下存活下來(lái)的微生物物種混合物可重復(fù)地聚集以反映實(shí)驗(yàn)實(shí)施的條件而不是初接種的微生物物種混合物。
4.Science：探究植物的復(fù)雜性狀變異
doi: 10.1126/science.aat5760
自然環(huán)境變化可導(dǎo)致物種內(nèi)的個(gè)體經(jīng)歷不同的選擇參數(shù)。植物猴面花（Mimulus guttatus）群體受當(dāng)?shù)厮止?yīng)和夏季干旱的影響。這導(dǎo)致種子結(jié)實(shí)的數(shù)量（由植物大小確定）與繁殖時(shí)間之間形成選擇性權(quán)衡。Ashley Troth等人通過(guò)187株猴面花植物進(jìn)行測(cè)序和表型分析，鑒定出與植物大小、花朵大小和快速開(kāi)花相關(guān)的遺傳變異。通過(guò)對(duì)野生的猴面花群體開(kāi)展3年以上的調(diào)查，選擇幅度的變化依賴于降雨模式。因此，選擇變化可能維持這種物種的遺傳變異。
5.Science：揭示一個(gè)控制植物干細(xì)胞增殖的機(jī)制
doi:10.1126/science.aar8638
在植物的莖尖分生組織（shoot apical meristem）中，恰當(dāng)數(shù)量的干細(xì)胞產(chǎn)生穩(wěn)定的細(xì)胞供應(yīng)，用于形成分化的組織。如果干細(xì)胞太少，那么植物就不能夠生長(zhǎng)。如果干細(xì)胞太多了，那么生長(zhǎng)就會(huì)失去控制。Yun Zhou等人分析了對(duì)干細(xì)胞增殖的控制。他們發(fā)現(xiàn)蛋白HAIRY MERISTEM確定了一個(gè)WUSCHEL（WUS）不能起作用的區(qū)域，但是在這個(gè)區(qū)域之外，WUS能夠自由地促進(jìn)干細(xì)胞增殖。
6.Science：解析出一種線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三維結(jié)構(gòu)
doi:10.1126/science.aar4056
保持細(xì)胞質(zhì)和線粒體之間的正確鈣離子濃度平衡對(duì)細(xì)胞生理學(xué)是*的。一種被稱作稱線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（mitochondrial calcium uniporter, MCU）的鈣離子選擇性通道介導(dǎo)鈣離子進(jìn)入線粒體。Jiho Yoo等人報(bào)道了來(lái)自粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）的MCU的高分辨率結(jié)構(gòu)。這個(gè)離子通道由四個(gè)MCU原體形成，其中每個(gè)MCU原體在可溶性結(jié)構(gòu)域和膜結(jié)構(gòu)域之間具有不同的對(duì)稱性。這種結(jié)構(gòu)與誘變一起表明這個(gè)離子通道內(nèi)的兩個(gè)酸性環(huán)提供了對(duì)鈣離子的選擇性。（生物谷）
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