药明康德/报道
在近日出版的《科学》（Science) 期刊上，我们很高兴地看到5篇来自华人学者的研究论文。此外在线《科学》发表的三篇里，有一篇华人学者论文。如下我们将逐一介绍这六篇论文，其中首篇论文来自加大圣地亚哥分校学者孙欣教授。
Pulmonary neuroendocrine cells amplify allergic asthma responses
肺神经内分泌细胞（PNEC）是一类罕见的细胞。它们多分布于气道和气泡上皮，与感觉神经纤维往往有着接触。从系统发育的角度看，这些细胞虽然罕见，但在两栖动物和爬行动物较为原始的肺中也有存在，表明它们可能有重要的生理功能。在这项研究中，加州大学圣地亚哥分校的孙欣教授团队发现，缺乏PNEC的小鼠，其2类免疫反应会得到抑制。进一步的研究表明，PNEC细胞在气道的分支处与天然淋巴细胞（ILC2）位置较接近，能通过分泌CGRP肽，增强后者的活性。此外，这些细胞还能通过神经递质GABA来诱导杯状细胞的增生。有趣的是，在人类哮喘患者中，此类PNEC细胞的数量会增加。综合这些数据来看，这些细胞有望成为治疗哮喘的潜在靶点。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/360/6393/eaan8546
A LIMA1 variant promotes low plasma LDL cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorption
▲马依彤教授（左）和宋保亮教授（右）
许多人对胆固醇是又爱又恨。适量的胆固醇有益健康，但过多的胆固醇会在动脉壁上积累，导致心血管疾病。我们一般把“低密度脂蛋白胆固醇”（LDL-C）称为“坏胆固醇”，它们与心血管疾病息息相关。为了降低心脏病和中风的风险，许多健康指南呼吁控制这类胆固醇的含量。新疆医科大学第一附属医院马依彤教授与武汉大学宋保亮教授的联合课题组在这篇《科学》论文中，找到了一条与脂类代谢相关的全新基因。研究人员们发现，一些带有LIMA1基因移码变异的个体，竟能将血浆中的LDL-C控制在较低的水平上。从机理上看，肠道对胆固醇的吸收有着下降。因此，靶向LIMA1通路有望带来改善心脏健康的创新疗法。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1087
Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II
▲之前，章新政教授（左），李梅教授（中），以及柳振峰教授（右）曾在《自然》上发文，解析高等植物的PSII－捕光复合物II复合体的三维结构（图片来源：新华网）
在植物的光合作用里，光系统I（PSI）和光系统II（PSII）是核心。在适合的条件下，PSII的“天线”——捕光复合物II会得到磷酸化，并与PSI，以及捕光复合物I进行结合。这两种捕光复合物可将能量传递给PSI。在这项研究中，来自中国科学院生物物理所的章新政教授与李梅教授团队利用冷冻电镜技术，解析了玉米捕光复合物I和捕光复合物II与PSI的结合结构，阐明了捕光复合物II与PSI的识别位点。此外，研究人员们还发现，PSI的亚基PsaN与PsaO分别参与了其与两个捕光复合物的结合，而每一个亚基都能通过一对叶绿素分子，将能量传给PSI。这些发现阐明了全新的能量传递路径，让我们能更好地了解光合作用这一重要的生化反应。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1109
Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes
▲金海翎教授（前排左一）
不少病原体和害虫会释放出小RNA（sRNA），抑制宿主细胞的免疫。但有意思的是，宿主也会将sRNA传给病原体和害虫，抑制它们的病原性。尽管我们观察到了许多sRNA的运输现象，但关于这些sRNA的运输机理，尤其是从宿主到病原体的运输机理，却一直没有得到阐明。在这项研究中，来自加州大学河滨分校的金海翎教授课题组发现，拟南芥细胞会分泌类似于外泌体的囊泡，将sRNA传输给真菌病原体Botrytis cinerea。这些含有sRNA的囊泡会在感染位点积聚，并被真菌细胞摄入。这些进入真菌的宿主sRNA能沉默掉关键的致病基因，保护植物自己。换句话说，拟南芥演化出了一类依赖外泌体的RNA干扰机制作为自己的免疫武器，与病原体展开一场“军备竞赛”。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1126
A selfish genetic element confers non-Mendelian inheritance in rice
▲万建民教授（左）、王海洋教授（中）、以及吴传银教授（右）
▲陶大云教授（右三）
自私的基因是一个经典概念。在真核生物的基因组里，研究人员们也确实发现了许多“自私基因元件”，但它们的作用却一直没有得到阐明。在这项研究中，来自中国农业科学院的专家团队发现了一种叫做qHMS7的基因位点，其带有两个紧紧相连的基因ORF2与ORF3。前者编码一个具有毒性的遗传元件，能以母体效应导致花粉死亡；而ORF3则编码一个解毒剂，以配子体效应保护配子。这样一来，缺乏ORF3的花粉就会被选择性地移除，使得水稻的后代不遵循经典的孟德尔遗传。后续的分析表明，ORF3先起作用，ORF2再逐渐功能化。这一系统可能对野生稻Oryza meridionalis / 亚洲种植稻O. sativa的分化和维持具有促进作用。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1130
Structure basis for RNA-guided DNA degradation by Cascade and Cas3
▲廖茂富教授（左）和Ailong Ke教授（右）
I类CRISPR-Cas系统会在RNA指导的Cascade复合物，以及Cas3酶的作用下，行使其特殊的靶点搜寻和降解功能。在这项研究里，哈佛医学院的廖茂富教授与康奈尔大学的Ailong Ke教授联合团队利用冷冻电镜技术，解析了3.7 Å分辨率下的I-E类Cascade/R-loop/Cas3结构。他们发现，Cas3能区分Cascade的构象，并只会捕获形成R-loop的Cascade，以避免对部分互补的靶点进行切除。而其核酸酶结构域能招募非靶点DNA链（non-target strand DNA），在单链DNA上切开一个小口。此外，他们也获得了另一个在4.7 Å分辨率下的结构，捕获到了DNA在切开后的状态。在这个结构里，被切开的非靶点DNA链会以ATP依赖的方式被降解。这些结构能让我们更好地了解这套CRISPR-Cas系统中，RNA如何指导DNA进行降解。
论文地址：http://science.sciencemag.org/content/early/2018/06/06/science.aat0839
值得一提的是，过去我们极少看到同期《科学》杂志上能刊发如此多来自华人学者的研究。我们期待这样的“华人日”能在不久的将来变得越来越普遍！
历史上的“华人日”
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本文学者照片除特别注明外，均来自相应科研院所官网，研究图片均来自《科学》。