科学家发现巴布亚新几内亚人继承了稀有 DNA，使他们对疾病免疫
雅加达 – 一项研究发现，巴布亚新几内亚的一些居民继承了丹尼索瓦人的稀有 DNA。 这是一个已经灭绝的古老人类物种。 丹尼索瓦人的基因之所以被称为特殊，是因为据说它使巴布亚新几内亚人拥有非常好的免疫系统，因此能够对抗传染病。 该研究发表在《自然通讯》杂志上。 “新几内亚人是独一无二的，因为他们自从五万多年前在新几内亚定居以来就一直与世隔绝，”该研究的资深作者、法国国家科学研究中心（CNRS）的生物人类学家弗朗索瓦-泽维尔·里考特（François-Xavier Ricaut）说。 ） 在 生活科学。 这项研究是由科学家通过分析巴布亚新几内亚威廉山 54 名高地居民的基因组进行的。 数十名居民居住在海拔2300至2700米的海拔地区。 科学家还分析了巴布亚新几内亚西部达鲁岛 74 名居民的基因组。 他们生活在海拔不到100米的低地。 因此，生活在巴布亚新几内亚低地的人们的血液中含有大量的免疫细胞。 与此同时，高地人有一种突变，可以增加红细胞数量。 这确实有助于减少高海拔地区的缺氧。 缺氧是指身体组织中的氧气含量较低的情况。 巴布亚新几内亚的大部分人口还居住在山区，那里的传染病风险超过 40%。 因此，他们必须找到生存的生物学策略。 幸运的是，丹尼索瓦人的这种基因变异可以影响一种名为 GBP2 的蛋白质的功能。 它有助于身体对抗仅在低海拔地区发现的病原体，例如引起疟疾的寄生虫。 研究小组说：“因此，这些基因可能是在进化过程中被选择的，以帮助人类对抗病原体广泛分布的低海拔地区的感染。” 观看视频“第一个在英国出生的婴儿，其 DNA 来自 3 个人” （星号/kna） 1715671596 2024-05-14 06:00:55 #科学家发现巴布亚新几内亚人继承了稀有 #DNA使他们对疾病免疫
谷歌 DeepMind 突破性的蛋白质结构人工智能现在可以模拟 DNA
谷歌在过去一年的大部分时间里都在忙于构建 Gemini 聊天机器人来对抗 ChatGPT，并将其定位为多功能人工智能助手，可以帮助完成工作任务或个人生活中的数字杂务。 该公司一直在悄悄地致力于增强一种更专业的人工智能工具，该工具已经成为一些科学家的必备工具。 AlphaFold 是由谷歌 DeepMind AI 部门开发的用于预测蛋白质 3D 结构的软件，现已获得重大升级。 它现在可以模拟其他具有生物学重要性的分子，包括 DNA，以及免疫系统产生的抗体与疾病生物体分子之间的相互作用。 DeepMind 在 AlphaFold 3 中添加了这些新功能，部分是通过借用人工智能图像生成器的技术。 “这对我们来说是一个巨大的进步，”谷歌 DeepMind 首席执行官 Demis Hassabis 在周三发布一份研究报告之前告诉《连线》杂志。 关于 AlphaFold 3 的论文 在科学杂志上 自然。 “这正是药物发现所需要的：您需要了解小分子如何与药物结合、结合强度如何，以及它可能与其他什么结合。” AlphaFold 3 可以模拟 DNA 和 RNA 等携带遗传密码的大分子，也可以模拟更小的实体，包括金属离子。 谷歌的研究论文声称，它可以高精度预测这些不同分子将如何相互作用。 该软件由 Google DeepMind 和 Isomorphic 实验室开发，Isomorphic 实验室是母公司 Alphabet 旗下的兄弟公司，致力于生物技术领域的人工智能，也由 Hassabis 领导。 一月份，Isomorphic Labs 宣布将与礼来公司和诺华公司合作进行药物开发。 AlphaFold […]
生酮饮食通过重塑肠道细菌和大脑炎症来治疗自闭症
学习： 生酮饮食引起的肠道微生物群变化与自闭症谱系障碍儿童炎症细胞因子和大脑相关 miRNA 的变化有关。 图片来源：SewCreamStudio / Shutterstock.com ASD 的全身症状 自闭症谱系障碍 (ASD) 的特点是社交和沟通方面的挑战以及重复性行为。 自闭症谱系障碍（ASD）影响全球超过百分之一的儿童，以及多达三分之一的美国儿童，它还与免疫功能障碍和炎症增加有关，促炎细胞因子水平较高与症状严重程度相关。 患有自闭症谱系障碍 (ASD) 的儿童经常会经历独特的 T 细胞激活和普遍的胃肠道问题，因此表明肠道微生物群被破坏。 像生酮饮食这样的饮食方法可以提高血酮水平，通过肠脑轴提供神经保护作用，有望改善症状。 然而，肠道微生物群、酮体和丁酸盐之间的相互作用需要进一步研究以开发有效的治疗方法。 关于该研究 目前的研究招募了檀香山施赖纳儿童医院的参与者。 注册营养师/护士通过加入中链甘油三酯 (MCT) 油并保持麸质限制，定制了适合 ASD 代谢需求的 KD。 每日碳水化合物的最大摄入量为20-25克，蛋白质根据体重和年龄调整，额外的热量由脂肪提供。 MCT 油占能量需求的 20%，护理人员通过尿液测试监测酮症。 处理血液样本以分离血浆和细胞，血浆储存在-80°C。 使用规定的系统收集粪便样本，储存在稳定溶液中，并进行脱氧核糖核酸 (DNA) 和 RNA 提取处理。 分析包括聚合酶链式反应 (PCR) 扩增、微生物多样性测序以及基因表达定量 PCR (qPCR)。 还使用多重免疫测定法测量血浆细胞因子和脑源性神经营养因子（BDNF）水平。 此外，使用 TaqMan Advanced miRNA 互补 DNA 合成和 MagMAX mirVana 总 RNA […]
美国正在打击合成DNA
白宫发布了针对制造合成 DNA 的公司的新规定 年 警告 用邮购遗传物质制成的病原体可能会无意或有意引发下一次大流行。 规则， 4月29日发布，是行政命令的结果 去年秋天，乔·拜登总统签署 建立人工智能安全的新标准，包括应用于生物技术的人工智能。 人工生成的 DNA 使研究人员能够做各种各样的事情——开发诊断测试、制造有益的酶来吞噬塑料，或者设计有效的抗体来治疗疾病——而无需从生物体中提取自然序列。 需要研究一种罕见的细菌？ 无需到现场采集样本，只需从 DNA 合成公司订购其基因序列即可。 几十年来，DNA 的合成已经成为可能，但近年来，由于可以“打印”定制基因序列的新技术，合成 DNA 变得越来越容易、更便宜和更快。 现在，世界各地有数十家公司批量生产和运输合成核酸。 借助人工智能，创造自然界中不存在的全新序列成为可能，包括那些可能对人类或其他生物构成威胁的序列。 “一段时间以来，人们一直担心，随着基因合成变得更好、更便宜，随着更多公司的出现和更多技术简化核酸合成，有可能 再次 约翰霍普金斯大学健康安全中心主任、流行病学家汤姆·英格尔斯比（Tom Inglesby）说：“创造有机体，特别是病毒。” 可以想象，一个坏人可以通过排序其基因构件并将它们组装成一个完整的病原体，从头开始制造一种危险的病毒。 2017 年，加拿大研究人员透露，他们已经 重建了已灭绝的马痘病毒 使用邮购 DNA 仅需 10 万美元，这增加了对天花（一种 1980 年已被根除的致命疾病）采取同样方法的可能性。 新规则旨在防止类似情况发生。 它要求 DNA 制造商筛选采购订单，以标记所谓的关注序列并评估客户的合法性。 值得关注的序列是那些导致生物体毒性或引起疾病的能力的序列。 目前，这些规则仅适用于接受联邦资助的科学家或公司：他们必须从实施这些做法的提供商处订购合成核酸。 Inglesby 表示，这仍然是“向前迈出的一大步”，因为美国大约四分之三的合成 DNA 客户群都是联邦政府资助的实体。 但这意味着拥有私人资金来源的科学家或组织不必依赖于使用具有这些筛选程序的公司。 许多 DNA 提供商已遵循美国卫生与公众服务部 2010 年发布的筛查指南。该行业约 80% […]
肠道微生物组中的天然化合物显示出治疗炎症的希望
多伦多大学的研究人员发现肠道中天然存在的化合物可以用来减少炎症和其他消化问题症状。 这可以通过将化合物与重要但知之甚少的核受体结合来实现。 肠道微生物群中含有细菌，这些细菌会产生化合物，这些化合物是我们以消化残渣为食的副产品。 这些化合物可以与核受体结合，帮助转录 DNA 产生蛋白质和非编码 RNA 片段。 通过确定哪些微生物副产物可以用来调节受体，研究人员希望挖掘它们治疗疾病的潜力。 我们对人类肠道微生物群中的小分子进行了公正的筛选。 我们发现这些分子的作用与目前用于调节组成型雄甾烷受体（也称为 CAR）的人工化合物类似。 这使它们成为药物开发的可行候选者。” Jiabao Liu，该研究的第一作者，多伦多大学唐纳利细胞和生物分子研究中心的研究员 该研究最近发表在 自然通讯杂志。 CAR 在调节肝脏内异物（包括药物）的分解、吸收和清除方面发挥着关键作用。 它还与肠道炎症有关。 Henry Krause 说：“研究 CAR 的挑战之一是，没有一种有用的化合物能够同时与人类和小鼠版本的受体结合——后者对于在人体测试之前进行研究和疾病建模是必要的。”该研究的首席研究员，唐纳利中心和特默蒂医学院的分子遗传学教授。 “之前的努力集中在开发具有强大结合和激活能力的分子。这导致合成调节剂过度激活受体，从而可能导致意想不到的结果。我们发现的天然化合物不会导致这个问题。” 这两种化合物可调节人和小鼠肝脏中的 CAR。 它们还被发现与名为 CITCO 的人造人类 CAR 调节器的有效性相匹配。 未来 CAR 调节研究的一个有希望的发现是，这两种化合物都不会对小鼠产生副作用，例如肝脏肿大。 这意味着 DIM 和 DIE 可用于研究小鼠的 CAR 功能和调节，并将研究结果应用于人类。 “这种受体在糖尿病、脂肪肝和小肠溃疡性结肠炎中发挥作用，”刘说。 “我们可以用我们发现的人类肠道中已经存在的两种天然化合物来治疗所有这些问题。” 这项研究得到了国家研究院、美国癌症协会、加拿大健康研究院、美国国立卫生研究院、加拿大自然科学和工程研究委员会以及新前沿研究基金的支持。 来源： 期刊参考： 刘，J.， 等人。 （2024）。 由共生微生物代谢物产生的二吲哚充当内源性 CAR/Nr1i3 配体。 自然通讯。 […]
绘制树木基因组图谱如何帮助种植森林抵御气候变化
阿尔伯塔大学的一个研究小组正在通过对树木基因组进行测序，研究为什么阿尔伯塔省的一些树木在面临干旱、疾病和野火风险时更具恢复能力。 基因组是生物体的基因组成，对树木基因组进行测序背后的想法是，它将有助于了解哪些树木在恶劣的条件下有更好的生存机会，以及在因野火烧毁的地区重新造林时应该种植哪些树木。 由阿尔伯塔大学农业、生命和环境科学系教授 Barb Thomas 领导的基因组阿尔伯塔复原力森林项目最初研究了树木的基因组成，以确定是什么造就了复原力森林。 现在，他们正在利用这些数据绘制松树和云杉的基因组图。 托马斯说：“我们通常想做的是测量种群数量并进行评估和测量……了解什么是最好的父母来产生可用于重新造林的后代。” 为了确定这一点，托马斯的团队正在研究 5,000 多棵树，测量多达 30 种不同的性状或表型，这样他们就可以找出哪些树科在艾伯塔省的气候中更具适应力。 他们正在寻找的一些表型包括高度、密度、树木生长的速度以及它们如何适应干旱。 “你可以获取该表型信息，然后构建一个模型，将其与基因型联系起来……这将帮助你确定是否 [tree families] 对于您所面临的任何挑战，它们是否更加稳健，”托马斯说。 观看 | 阿尔伯塔大学的研究人员绘制了树木基因组图谱： 阿尔伯塔大学团队对树木基因组进行测序，以找出使森林适应气候变化的因素 阿尔伯塔大学的一组研究人员正在对树木的基因组进行测序，以找出为什么有些树木在面对气候变化时具有恢复力。 艾伯塔省弹性森林基因组项目正在对云杉和松树的基因组进行测序，希望该省能够在遭受野火、疾病和砍伐破坏的地区种植有弹性的树木。 她说这可以用来解决艾伯塔省常见的问题，包括 干旱。 托马斯说：“如果你有抗旱措施……你可以将其映射到该基因型上，然后你就可以更好地决定保留哪些父母。” 虽然树木育种者已经使用基因组选择来分离某些树科，但绘制树木的基因组是一个更加费力的过程。 树木基因组比人类还大 当国家人类基因组计划于 1990 年启动时，它被视为一个雄心勃勃的项目，将永远改变我们看待遗传学的方式。 但当该项目于 2003 年结束时，国际研究团队仅成功测序了 92% 的人类基因组。 查尔斯·陈 (Charles Chen) 是俄克拉荷马州立大学副教授，也是弹性森林项目的研究员合作伙伴。 （托德·约翰逊） 对于阿尔伯塔大学的团队来说，他们在对树基因组进行测序时面临的挑战是基因组本身的大小。 人类基因组包括 23 条染色体，由大约 30 亿个碱基对组成。 总的来说，人类大约有 25,000 个基因。 树木的染色体较少，但体型要大得多。 该项目的合作伙伴、俄克拉荷马州立大学副教授查尔斯·陈 (Charles Chen) […]
研究人员为开花植物构建了新的家谱
一个国际科学家团队为近 8,000 个属（约 60%）的开花植物（被子植物）创造了生命之树。 这一成就为开花植物的进化史及其在地球上的生态主导地位的崛起提供了新的线索。 基于353个核基因的被子植物时间校准系统发育树； 所有 64 个目、所有 416 个科和 58%（7,923）个属都有代表。 图片来源：Zuntini 等人.，doi：10.1038/s41586-024-07324-0。 开花植物约占陆地上所有已知植物生命的 90%，并且几乎在地球上的任何地方都可以找到它们——从最潮湿的热带地区到南极半岛的岩石露头。 这些植物起源于 1.4 亿多年前，之后迅速取代了其他维管植物，包括它们现存的近亲——裸子植物（有裸露种子的非开花植物，如苏铁、针叶树和银杏）。 我们对开花植物如何在起源后不久就占据主导地位的理解困扰了几代科学家，包括查尔斯·达尔文。 在新的研究中，作者使用了来自 9,500 多个物种的 18 亿个遗传密码，涵盖近 8,000 个已知的开花植物属（约 60%）。 其中 800 多个物种以前从未进行过 DNA 测序。 “分析如此大量的数据以解码隐藏在数百万条 DNA 序列中的信息是一个巨大的挑战，”邱园皇家植物园的研究员 Alexandre Zuntini 博士说。 “但它也提供了重新评估和扩展我们对植物生命树的知识的独特机会，为探索植物进化的复杂性打开了一个新窗口。” 密歇根大学进化生物学家斯蒂芬·史密斯教授说：“每当我们走进树林时，开花植物都会为我们提供食物、衣服和问候。” “一个多世纪以来，构建开花植物生命之树一直是进化生物学领域的重大挑战和目标。” “这个项目为大多数开花植物属提供了海量数据集，并提供了一种完成这一目标的策略，使我们更接近这一目标。” “该团队面临的最大挑战之一是许多基因区域背后意想不到的复杂性，其中不同的基因讲述着不同的进化历史。” “必须制定程序来以前所未有的规模检查这些模式。” 通过比较不同物种之间的 DNA 序列来发现生命之树，以识别随着时间的推移而积累的变化（突变），就像分子化石记录一样。 在这项研究中，开发了新的基因组技术，可以从每个样本中磁性捕获数百个基因和数十万个遗传密码字母，比早期方法多了几个数量级。 该团队的方法的一个关键优势是，即使 DNA 严重受损，它也能够对各种新旧植物材料进行测序。 世界植物标本馆藏品中蕴藏着巨大的干燥植物材料宝库，其中包括近 4 亿份植物科学标本，现在可以进行基因研究。 […]
系谱学家在一名男孩的摇滚收藏中发现了一块颌骨
二十多年前，一名亚利桑那州男子打电话给亚利桑那州亚瓦派县的治安官，报告了一个独特而令人不安的发现：在仔细阅读他童年收藏的岩石时，他发现了一块被误认为是石头的人类颌骨。 县法医办公室多年来一直试图找到这块错误下颌骨的所有者，但他们的 DNA 数据库没有找到匹配的结果。 然后，本周早些时候，当新泽西州拉马波学院的研究遗传谱系中心宣布已确认基因匹配时，终于出现了这一情况。 这块骨头属于已故的美国海军陆战队上尉埃弗里特·利兰·耶格尔。 耶格尔的死并不神秘。 奥兰治县纪事报，当时名为圣安娜纪事报， 报道 这位 30 岁的密苏里州人于 1951 年在奥兰治县埃尔托罗海军陆战队航空站附近的飞行训练中坠毁身亡。 令人惊讶的是，耶格尔的下巴的一部分并没有和其他遗骸一起进入他的坟墓。 “我们完全不知道如何 [the jawbone] 进入了孩子的收藏，”亚瓦派县治安部门公共信息官员保罗·威克 (Paul Wick) 说。 “围绕它的所有情况 [makes this case] 独特的。” 1944 年 12 月 20 日，美国海军陆战队上尉埃弗雷特·利兰·耶格尔 (Everett Leland Yager) 的这张照片出现在密苏里州报纸《帕尔米拉观察家》上。 （巴尔米拉观众） 在 拉马波学院新闻稿调查小组推测，一名拾荒者可能捡起了他的一块尸体，并将其从南加州穿越州界带到了亚利桑那州。 由于拉马波学院法医家谱实验室一年前开始与亚瓦派县合作，提供免费服务，这起悬案是亚瓦派县治安部门得以结案的两起案件之一。 “这真是一个激动人心的时刻，”研究遗传谱系中心的助理主任凯伦·宾德 (Cairenn Binder) 说。 据亚瓦派县官员称，雅格于 1951 年 7 月 31 日去世，73 年后，一项发现让他的故事重新焕发生机。 “人们在房间里大喊大叫，跑到彼此的电脑前，互相展示他们的发现，”宾德说。 去年夏天，六名学生在该中心参加了一次强化研讨会，他们共同得出了一条线索，表明这块骨头属于耶格尔。 […]
检测和治疗乳腺癌亚型的新方法
女性最常见的疾病是乳腺癌，对女性的健康构成重大风险。 由于乳腺癌肿瘤内和肿瘤间的高度异质性，患者的临床治疗和预后可能存在显着差异。 双微RNA基于立足点介导的链置换反应触发DNA-Au纳米机器，以控制dox的释放。 图片来源：Li SM、Bi X.、Yang F. 等人。 化疗现在是三阴性乳腺癌 (TNBC) 的主要全身治疗方法，这是一种缺乏任何典型乳腺癌受体的常见乳腺癌类型。 然而，在没有基因亚型的情况下采用同质高剂量化疗方案进行治疗通常会导致疗效不足，给患者增加额外的压力。 在发表于的一项研究中 生物医学分析一组中国研究人员描述了一种新颖的区分和治疗策略——一种双 miRNA 触发的 DNA 编程纳米机器，能够对内源 miRNA 表达进行成像。 这种方法能够进行基于亚型的识别，从而控制化疗期间药物的释放。 对于乳腺癌的诊断和分型，穿刺活检样本的组织学检查是‘金标准’，但其具有侵入性，难以实现动态监测肿瘤进展和预后以指导治疗。” 云翔，研究通讯作者，西南大学教授 翔补充道：“荧光成像技术能够以高分辨率和灵敏度可视化和监测癌症早期阶段发生的最小分子变化。 然而，单一 miRNA 成像并不适合区分癌细胞类型。” 值得注意的是，尽管先前的研究表明双 miRNA 触发的药物释放可以通过立足点介导的链位移应用于癌症治疗，但靶向治疗（例如 TNBC 的高剂量化疗和其他乳腺亚型的常规剂量化疗）尚未实现反应（TSDR）。 我们开发了一种 DNA 编程纳米机器，用于有效区分特定乳腺癌细胞类型并进行定制治疗。” 李顺梅，研究第一作者，西南大学 “这是针对各种细胞状态的响应性治疗策略。 这种智能纳米机器可以在特定癌细胞亚型中控制释放抗癌药物，减少对正常细胞的副作用，促进靶向治疗，有望成为精准医学中的治疗诊断纳米平台，”李总结道。 来源： 期刊参考： 李，S， 你在。 (2024) 双 microRNA 触发和 DNA 编程纳米机器，用于乳腺癌细胞的基于亚型的检测和定制治疗。 生物医学分析。 doi:10.1016/j.bioana.2024.01.001 2024-04-02 07:28:00 1712044743 #检测和治疗乳腺癌亚型的新方法
研究发现DNA修复过程是记忆形成的关键
在最近发表在该杂志上的一项研究中 自然研究人员发现，在学习过程中诱发一系列分子事件之前，神经元被招募到记忆回路中，其中包括海马神经元簇中的双链脱氧核糖核酸（DNA）损伤以及由 Toll 样受体 9（TLR9）介导的修复。 学习： 通过 DNA 传感 TLR9 通路形成记忆组件。 图片来源：十亿照片/Shutterstock 背景 当海马体中的神经元经历长期的分子适应以形成皮质微电路以响应刺激时，记忆就形成了。 这个过程是能源密集型的，并且涉及大量的形态和生化变化。 这些分子变化被认为会导致双链 DNA 短暂断裂。 研究还探索了内在神经元和预先存在的发育程序在记忆形成中的作用，并发现环磷酸腺苷 (cAMP) 反应元件结合蛋白 (CREB) 等转录因子参与了该过程。 最近的研究还集中于了解神经元间神经元周围网络如何控制神经元组件的抑制输入以稳定记忆回路。 关于该研究 在本研究中，研究人员试图理解和识别任何整合预先存在的发育机制和刺激启动途径的总体过程，这些过程影响神经元参与特定于记忆的组装或微电路。 使用小鼠模型来分析背海马区域神经元的转录谱超过 48 小时，以了解即时、早期和延迟的基因表达和蛋白质信号传导。 在这项分析中，小鼠接受情境恐惧调节，并且在调节后 4 或 21 天获得的海马样本用于大量核糖核酸 (RNA) 测序。 鉴于已知在神经元活动期间会诱导双链 DNA 的短暂断裂，从而诱导立即早期基因表达，他们假设学习活动引起的 DNA 损伤可能在离散的神经元群体中更广泛和持续。 使用磷酸组蛋白 γH2AX 与双链 DNA 断裂结合的特异性抗体进行免疫荧光标记，以了解情境恐惧调节产生的核外双链 DNA 片段的起源。 情境恐惧调节一小时后还收集了脑切片，以分析与早期基因表达相关的 γH2AX 信号。 此外，还使用免疫染色分析了 CREB 的基线表达，该表达已被确定在记忆中发挥作用。 研究人员还研究了记忆重新激活过程中 […]