Science近期最受关注文章 一种DNA甲基化绘图的新方法

　　美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：

Nascent DNA methylome mapping reveals inheritance of hemimethylation at CTCF/cohesin sites

半甲基化是其中一条链添加一个甲基，而另一条链不加。当一些研究人员观察到半甲基化现象后，他们推测可能是由于观察的时间点位于细胞分裂后和子链完全复制之前。另一种理论是，半甲基化是甲基化过程中的随机错误。

但是，Corces实验室的博后研究员Chenhuan Xu却不这么认为。

他们开发了一种有关DNA甲基化绘图的新实验方法。在这篇《Science》文中，研究人员通过这种方法观察到了人类细胞复制前、中和后整个过程中DNA半甲基化的实时动态。

研究人员发现，半甲基化只发生在CTCF（参与DNA成环的主要蛋白质）结合位点。

CTCF是染色质的组份之一，它的作用是将DNA折叠并压缩成更致密的形状。越来越多证据表明，DNA的折叠过程不仅是为了让DNA适应细胞核内狭小空间，而且是影响基因正常或失调表达的原因之一。

科学家们还专门开设表观遗传学学科来研究遗传基因功能的可遗传变化，包括染色质折叠等不涉及DNA序列变化的现象。

Live imaging of neurogenesis in the adult mouse hippocampus

苏黎世大学脑研究所教授Sebastian Jessberger的研究组，第一次观察到了神经干细胞分化和新生神经元在成年小鼠海马中整合的过程。这项由博士后Gregor Pilz和博士生Sara Bottes领导的研究使用了体内双光子成像和神经干细胞遗传标记，观察干细胞分裂，并在长达两个月的时间里观测了新神经细胞的成熟。

研究人员通过观察细胞的行动，和随时间推移发生的变化，他们发现大多数干细胞在成熟为神经元之前只需要分裂几轮。这些结果解释了为什么新生细胞数量随着年龄的增长而急剧下降。

Jessberger说：“过去，由于海马定位在大脑中的深层区域，在技术上不可能追踪大脑中的单个干细胞随时间发生的变化。”这一次他们求助于跨学科团队，实现了新的突破：“我们很幸运，包括来自脑研究所的Fritjof Helmchen和来自剑桥大学的DavidJörg和Benjamin Simons等一批合作者共同努力，将深脑成像和理论建模方面的专业知识汇集在一起，才获得并解析了这些数据”。

Cancer Immunotherapy

癌症免疫疗法，即使利用免疫系统杀死癌症的新型科学，其实早在一个多世纪前就诞生了，但是直到近年来才站到了主流肿瘤学的中心舞台上。

最新一期（3月22日）Science杂志报道了“Cancer Immunotherapy”专题，介绍了癌症免疫疗法取得的多项进展，评点了这一研究领域未来的发展趋势。

在过去几年里，癌症免疫疗法取得了前所未有的临床效果，美国FDA也批准了首个药物，相关药物迅速发展了起来，也不断的有许多晚期癌症患者获得完全的缓解。这些成功案例是数十年来科学家们和医生们艰苦卓绝达到的顶峰。新批准的免疫疗法包括可以操纵免疫系统成分的药物，以及基因工程让患者自身的T淋巴细胞识别并攻击他们的肿瘤的新方法。

研究人员正在努力扩大免疫疗法的应用范围，让更多的癌症患者受益。而且目前还有很多问题有待科学家们解答，比如为何只有一部分人对癌症免疫疗法做出应答？如何更好地实现持续缓解？

目前正在进行数百项临床试验，分析联合治疗方法是否能够改善患者的反应。基因组测序方面的进展则包括鉴定预测性生物标志物，促进设计针对患者特异性肿瘤新抗原的个性化疫苗。

The Global Catalogue of Microorganisms 10K type strain sequencing project: closing the genomic gaps for the validly published prokaryotic and fungi species

《Science》（科学）杂志的新闻版块以 “New effort to sequence microbes”为题报道了由我国科学家牵头的一项正在进行的模式微生物基因组测序、数据挖掘及功能解析全球合作计划“Global Catalogue of Microorganisms (GCM) 10K Type Strain Sequencing Project”，认为该项目将促进对微生物毒性和抗生素耐药性的理解。

纽约大学著名微生物学家，《消失的微生物》一书作者Martin Blaser教授在采访中表示对于研究约100万尚未培养的原核生物，该项目将进行的1万个已知模式生物的基因组测序是一个很好的开始，且非常有价值。同时，报道援引中科院微生物所刘双江所长的话称，该计划再次印证了“中国正在国际科学合作中承担更多的责任”。

Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes

上海交通大学生命科学技术学院赵立平教授领导的国际合作团队指出通过提供丰富多样的膳食纤维，可以使人体肠道内特定有益菌群升高，进而改善2型糖尿病的临床症状。

近年来的研究发现，人的肠道菌群与代谢性疾病的发生、发展关系密切，而且能够通过高纤维膳食调控肠道菌群来治疗肥胖。但是，是否能够通过同样的方法改变肠道菌群来治疗2型糖尿病呢？

研究团队通过开放式随机对照试验结合元基因组学分析，发现增加大量多样化的膳食纤维，可通过改变菌群结构而显著改善2型糖尿病人的胰岛素分泌和胰岛素敏感性；在菌株水平，课题组鉴定出了一组有利于增加胰岛素分泌和提高胰岛素敏感性的“短链脂肪酸”产生菌，可以被看作是恢复和维持人体健康必需的“生态功能群”。

课题组发现，这“群”细菌的丰度和多样性恢复得越高，糖化血红蛋白降低得就越低，并建立了用这些关键细菌的早期变化预报疗效的统计模型。针对每个病人的菌群特征，通过合理设计的高膳食纤维饮食特异性地促进这“群”细菌的生长，或可成为未来糖尿病个性化营养治疗的新途径。

这项研究提出以生态学上的“功能群（guild）”来研究肠道菌群中的成员在人体健康和疾病中的作用，与惯常研究中以分类地位为基础的分析方法相比，这样以功能群为基础的方法为微生物组数据降维提供了更加符合生态学意义的方式，帮助我们更好的鉴别出与人体健康和疾病相关的肠道菌群的重要功能成员。

文章来源：生物通