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一图看懂基因驱动、DNA编程、DNA甲基化……丨《科学家》发布2017最佳生命科学信息图

今年7月,一直张利用DNA编程的“电影”动图占据了多大媒体的头条,我们第一次看到了储存在细菌中的“萌萌的”小马,而这组图片也赢得了广大读者的心。在过去一年中,能让我们心驰神往的科学信息图表还有很多。

一个好的研究,一篇好的文章,离不开精美的信息图表,图表会起到点睛的作用。我们生活在一个信息大爆炸的时代,每天都有很多的新的研究发现,如果想用“学海无涯苦作舟”的精神梳理清楚这些大量信息恐怕已经不太现实。不过聪明人总能化繁为简,深入浅出,数据图表天才们用简洁、直观又有趣的图表帮我们把大量的信息汇聚在小小的一张图表中。查看图片,总是比逐行逐列地阅读数字和文字更有助于人们理解数据和信息。在这里,美国著名杂志《科学家》精选出了最吸引眼球的年度最佳信息图表作品。

基因驱动防治疟疾

研究人员通过基因编辑破坏了蚊子体内重要的生存、繁殖基因,将设计过的基因表达限制在生殖系统内,利用生殖细胞充当基因驱动的载体,以增加携带它的配子比例。当携带该基因的两个蚊子交配时,它们的后代中没有能继承重要基本功能的基因拷贝,从而使种群灭,达到限制冈比亚疟蚊将疟疾传播给人类的能力。

THE SCIENTIST STAFF

DNA存储信息

利用CRISPR-Cas基因编辑技术,科学家可将细菌基因组编码控制的关键事件存储到微生物免疫系统中。2017年7月11日,哈佛医学院合成生物学家Seth Shipman在Nature期刊发表的最新研究中,利用CRISPR手段,成功将图片和视频短片编码进了细菌的DNA中,通过测序 DNA 再重新提取出来后仍相当准确。其证明了活细胞作为一种可靠媒介,存储一定数量的数据完全有可能。科学家们认为,DNA是存档数据的绝佳媒介,而Shipman的努力已经说明了合成寡核苷酸在DNA体外组装时的信息存储潜力。

THE SCIENTIST STAFF. SOURCE: SCIENCE, 293:1763-65, 2001; SCIENCE, 337:1628-29, 2012; NATURE, 494:77-80, 2013.

DNA甲基化的奥秘

在DNA修饰中,胞嘧啶是最常被改变的碱基,甲基化是最常见的修饰。在脊椎动物中,这种被称为5-甲基胞嘧啶(5mC)的修饰,主要在CpG背景中发现,其次是鸟嘌呤。最近研究表明,胞嘧啶可以进一步修饰成许多变体,包括5-羟甲基胞嘧啶(5hmC),5-甲酰基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC),只是这些修饰比较罕见。但是研究人员仍然能够找到这种DNA碱基的功能,并且已有证据表明它们在基因调控和DNA完整性中起到一定的作用,影响我们的学习和记忆。

THE SCIENTIST STAFF

细胞的力量

细胞外产生的物理力可以通过细胞表面受体——细胞整合素和蛋白复合物——粘着斑,传递到细胞骨架。曾经被认为只是短距离的行为,现在发现这种力可以通过细胞骨架细丝如肌动蛋白应力纤维和微管传播到数十微米外的细胞。

© THOM GRAVES

一个与主粮有关的肠病

假如有人是以面食为主,常年有消化不良、腹泻、腹胀,甚至出现不明原因消瘦的症状,那么他很可能患有乳糜泻。在小肠中,面筋蛋白被分解成麦谷蛋白和谷醇溶蛋白。在乳糜泻患者中,随后反应产生的麦醇溶蛋白肽会被抗原呈递细胞挑选出来,供免疫系统识别评估,当CD4 + T细胞识别麦醇溶蛋白时,它们释放触发炎症的细胞因子,并刺激B细胞产生靶向麦醇溶蛋白的抗体以及靶向组织转谷氨酰胺酶的自身免疫性抗体,产生炎症。最终,这些反应导致小肠壁肠绒毛突出的大量萎缩,影响营养的有效吸收,导致长期的饮食缺陷,并增加其他疾病如淋巴瘤的风险。研究表明组织转谷氨酰胺酶的高血液水平可以作为乳糜泻的一个指标。

© JULIA MOORE

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本文由 测序中国 作者:白云 发表,转载请注明来源!

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