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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。
圖片來自Science期刊。
1.Science：重大進(jìn)展！開發(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，來自瑞士蘇黎世大學(xué)（UZH）的研究人員開發(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，“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)的熒光顯微鏡通過迭代雜交和移除樣品中的抗體來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)都是我們對細(xì)胞的采訪。對傳統(tǒng)的IF而言，我能夠提出三個(gè)問題，但是對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)百萬個(gè)像素中提取出多重?zé)晒庑盘?，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。一種將信號檢測理論與前景理論（prospect theory）相結(jié)合的計(jì)算模型提供了對這種偏好的機(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對獲得的微生物群落進(jìn)行測序，并且對這些結(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187株猴面花植物進(jìn)行測序和表型分析，鑒定出與植物大小、花朵大小和快速開花相關(guān)的遺傳變異。通過對野生的猴面花群體開展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。如果干細(xì)胞太多了，那么生長就會(huì)失去控制。Yun Zhou等人分析了對干細(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)提供了對鈣離子的選擇性。（生物谷）
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