重磅学术期刊封面论文一周盘点 只用一滴血就可以诊断败血症

《科学》：控制树木冬季休眠的机制

在温带和寒带地区，多年生植物拥有季节性的生长周期。在冬季，树木会进入休眠期，这时候嫩芽被包裹起来不再生长，保护它们能够渡过苛刻的冬季环境。瑞典农业科学大学(Swedish University of Agricultural Sciences)的研究人员通过对白杨树(aspen)的研究，发现引发树木进入冬季休眠的信号来自于植物激素脱落酸(abscisic acid, ABA)。当光照时间变短时，ABA引发的机制可以阻断植物细胞之间通过胞间连丝(plasmodesmata)进行的通讯。这种通讯阻断会防止促进生长的信号传递到分生组织(meristem)，因此过早生长不会在冬季进行。由于胞间连丝介导的通讯一旦被阻断就无法在短时间内恢复，这保证树木即使在冬季遇到几个艳阳天也不会发芽生长。

《Science Translational Medicine》：癌症专刊

本期《Science Translational Medicine》为癌症专刊。在美国癌症研究协会(American Association for Cancer Research, AACR)年会开幕之际，本期专刊汇集了多篇综述和研究论文，着重对以免疫和非免疫手段治疗多种癌症类型进行了介绍。其中的研究论文包括通过对MDMX和MDM2进行双重抑制来作为治疗白血病的手段，探索黑色素瘤对PD-1阻断产生抗性的机制，个体化肿瘤疫苗在卵巢癌患者中的疗效，以及对骨髓增殖性肿瘤(myeloproliferative neoplasms)患者中血栓形成原因的研究。

《Science Signaling》：固氮菌调控固氮过程的分子机制

与大豆共生的固氮菌大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)对大豆的生产非常关键，因为它们让大豆在很少使用氮肥的情况仍然能够保持高产。这种细菌的固氮过程受到由FixL和FixJ两个蛋白构成的系统进行控制。FixL是一种组氨酸激酶，当它不与氧气结合时，它会自身磷酸化并且将磷酸基转移到FixJ蛋白上。FixJ随后会激活固氮过程需要的基因的表达。这一过程保证固氮过程只会在氧气少的环境下进行。英国利物浦大学(University of Liverpool)和日本兵库县立大学(University of Hyogo)的研究人员将细菌中的FixL和FixJ蛋白提纯并且用X射线散射晶体学技术对它们的结构进行了研究。这项研究进一步增进了对FixL和FixJ蛋白之间信号传递的结构基础的理解。

《自然》：气候变暖对山顶植物物种丰富性的影响

自20世纪中以来，全球的社会发展和人类对环境的影响呈加速上升的趋势。但是生态环境对人类活动的反应是否出现类似的加速趋势还没有得到确认。瑞士联邦森林、雪与雪崩研究所(WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF)和丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)等欧洲大学和研究所的学者们联合对欧洲302座高山山顶植被的调查数据进行了研究。这些数据涵盖了近145年来不同的科学家们对植物物种的观察，反映了山区生物多样性因人类活动产生的变化。研究人员发现，植物物种的丰富性提高的速度在整个欧洲范围内出现了显著提高。在2007年到2016年之间物种丰富性的增加速度是1957-1966年之间的5倍。这一加速与气候变暖的加速有着惊人的同步性。物种丰富性的加速甚至出现在地球上人迹罕至的区域，这不但对生物多样性有重要影响，而且会影响生态系统的功能。

《Nature Biomedical Engineering》：只用一滴血就可以诊断败血症

目前对败血症(sepsis)的诊断方法的精度任然有所欠缺，这导致误诊可能经常出现。对微生物的检测虽然可以帮助诊断败血症，但是这种检测方法通常速度太慢，不能对临床决定产生及时的影响。中性粒细胞(neutrophils)对感染非常敏感。美国麻省总医院(Massachusetts General Hospital)的研究人员根据这一特征开发出一种只需要一滴血，就可以检测中性粒细胞自发活动力(motility)的微流控测试。利用机器学习，研究人员开发出一种将败血症患者与没有败血症的患者区分开的打分系统。在一项双盲、前瞻性病例对照研究中，这一诊断方式能够以97%的敏感度和98%的特异性发现败血症患者。这一中性粒细胞检测可以在更多患者中用于精确诊断和监控败血症。

《PNAS》：陆基植物藻类祖先的应激信号通路的进化历程

从藻类到陆基植物的进化过程一直是生物学界感兴趣的问题。名为streptophyte的藻类被认为是所有陆基植物的祖先。藻类登陆需要对多种环境应激因子做出反应，其中包括干旱和高水平的辐射。加拿大达尔豪斯大学(Dalhousie University)的研究人员对6种主要streptophyte藻类的整体基因表达图谱进行了研究。通过分析约4万6千个基因的表达水平，研究人员发现streptophyte藻类对寒冷和强光刺激产生应激反应时表达的基因与陆基植物产生应激反应时表达的基因相同。而且，与陆基植物最接近的streptophyte藻类在对影响质体(plastid)的应激因子的反应能力上也与陆基植物最为相似。这项研究表明，streptophyte藻类在应对陆地上的质体应激因子方面的扩展适应(exaptations)是这些藻类能够在全球范围的陆地栖息地上繁衍的重要原因。

《Nature Medicine》：治疗脊髓延髓肌肉萎缩的新策略

脊髓延髓肌肉萎缩(Spinal bulbar muscular atrophy,SBMA)是一种遗传性运动神经元疾病，它是由于在雄激素受体(androgen receptor, AR)上出现的有毒功能获得性突变造成的。美国圣犹达儿童研究医院(St. Jude Children’s Research Hospital)的研究人员发现AR的激活功能-2(activation function-2, AF2)蛋白域与共调节因子的结合是SBMA病理发生的先决条件。这意味着对AF2的特异性调控可能成为抑制有毒AR活性的方法。为此，研究人员利用果蝇的SBMA模型对已知的AF2调节子进行了筛选。他们发现名为托芬那酸(tolfenamic acid)和MEPB的两种化合物能够挽救SBMA果蝇的运动功能和神经肌肉接头方面出现的缺陷。在SBMA小鼠模型中，MEPB能够缓解神经元丢失，神经源性肌萎缩和睾丸萎缩，同时能够挽救小鼠的体重减轻，并且增强它们的运动功能。这项研究表明调节AF2是一种在保存雄激素功能的同时治疗SBMA的强力疗法。

文章来源：新浪医药