重磅学术期刊封面论文一周盘点 追踪结核杆菌的成像技术
《Nature》：肿瘤细胞系的体外进化改变它们对药物的反应
肿瘤细胞系是癌症研究的重要工具。虽然科研人员已经知道这些细胞系在体外的细胞培养环境下仍然会进化，但是它们进化带来的在遗传水平上的异质性到底有多大？对细胞的功能有多大影响？这些问题还没有得到回答。博德研究所（Broad Institute of Harvard and MIT）的研究人员对常见乳腺癌细胞系MCF7的27种不同细胞株进行了全面的基因组特征分析。他们发现这些细胞株因为细胞培养条件中的细微不同迅速产生遗传多样性，不但基因表达图谱发生了变化，细胞的形态和增殖特征也发生了变化。当研究人员用321种抗癌药物处理这27种MCF7细胞株时，他们发现至少有75％的药物在强烈抑制某些细胞株时对其它细胞株完全没有效果。这项研究意味着癌症研究人员需要将同一细胞株在不同环境下的多样性考虑进研究计划中，才能产生最可能被重复的科研结果。为了帮助研究人员跟踪细胞株的进化，博德研究所的研究人员构建了一个称为Cell STRAINER的网上工具，它能够帮助研究人员分析细胞株的多样性。
相关论文：Genetic and transcriptional evolution alters cancer cell line drug response
《Science Translational Medicine》：追踪结核杆菌的成像技术
肺结核（tuberculosis, TB）是一个重大公共健康威胁，在全球范围内它仍然是感染相关死亡的首要原因之一。除了开发治疗肺结核的药物以外，简便、准确，并且不需要进行DNA分析的结核杆菌标记技术仍然是一个未被满足的医疗需求。斯坦福大学医学院（Stanford University School of Medicine）的研究人员开发出一种可以标记结核杆菌的荧光探针。这种荧光探针不但可以将单个活结核杆菌和死结核杆菌区分开来，而且对结核杆菌有高度的特异性。研究人员同时研制了一种低成本的微流控芯片，它可以帮助自动统计痰样本中的活结核杆菌数目。这一探针和芯片技术平台不但可以帮助TB研究，衡量疗法的疗效，还可以用于TB的诊断。
《Science Signaling》：调控Hsp72蛋白在有丝分裂时细胞内分布的分子机制
Hsp72蛋白是属于热休克蛋白家族的一种分子伴侣。在细胞进行有丝分裂时，Hsp72蛋白会被募集到纺锤体附近，它对纺锤体的有效组装和染色体的排列和分离至关重要。Hsp72蛋白的Thr66在细胞进行有丝分裂时会被名为NEK6的蛋白激酶磷酸化。英国利兹大学（University of Leeds）的研究人员对这种只发生在有丝分裂时期的磷酸化的作用进行了研究。他们解析了Thr66磷酸化时Hsp72蛋白的晶体结构。结构学研究发现Thr66的磷酸化会改变Hsp72蛋白的构像，导致Hsp72蛋白的底物结合结构域（substrate-binding domain）能够长期与底物结合。由于Hsp72蛋白在有丝分裂时需要与纺锤体的组成部分结合，Thr66的磷酸化可能帮助Hsp72更好地与和纺锤体相关的底物结合。Hsp72的表达量和活性与衰老、炎症和癌症相关。这项研究表明发掘模拟或扰乱磷酸化引起的Hsp72构像变化可能帮助开发新的医疗工具。
《Science》：小麦基因组注释图谱绘制完成
小麦是世界上最重要的食物来源之一，因此小麦的产量对世界经济有重要影响。科研人员仍然在不断对小麦进行杂交，力图在维持它的产量同时改善它的其它农作物特性，例如对特定地区的环境压力的适应能力。了解小麦的基因组序列将大幅度加快杂交研究的进度，但是小麦的基因组是由三个亚基因组杂交融合而成的多倍体基因组，它非常庞大，是人类基因组的5倍。它的复杂性让科研人员迟迟不能构建一个高质量的基因组序列图谱。早在2005年，国际小麦基因组测序联盟（The International Wheat Genome Sequencing Consortium）就启动了小麦基因组测序项目。该组织最近终于完成了对小麦基因组的测序并且构建了高质量的小麦基因组注释图谱。本期《Science》上发表的两篇科学论文介绍了从这一基因组图谱中获得的科学洞见和它对小麦研究和杂交的帮助。
相关论文：Shifting the limits in wheat research and breeding using a fully annotated reference genome
The transcriptional landscape of polyploid wheat
《PNAS》：非作物生境对农业害虫及其天敌的影响
近几十年来的科学研究形成的一个普遍观念是在农田周围恢复或维持非作物生境会有助于农业害虫的治理。原因是非作物生境会为农业害虫的天敌和寄生蜂提供庇护所和食物来源。由世界各地的研究人员组建的联合国际研究团队对涵盖132项研究，包括全球6759个观察点的害虫治理数据库进行了分析。他们的研究表明，非作物生境对农业害虫治理的影响非常复杂和多样化。已有的证据并不支持非作物生境一定会对农业害虫治理有利的假说。研究人员呼吁进一步理解害虫及其天敌的生物特性以及当地农业管理对非作物生境防治害虫能力的影响，从而帮助农民发现既能改善农业害虫治理，又能保护生态环境的双赢解决办法。
相关论文：Crop pests and predators exhibit inconsistent responses to surrounding landscape composition
来源：学术经纬
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