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1月1日《科學》雜志精選

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-08-31瀏覽次數:601

表觀遺傳學如何改變螞蟻行為

通過應用導致螞蟻表觀遺傳變化的化合物,研究人員可以改變螞蟻的行為。表觀遺傳學是環境因素“打開”或“關閉”基因表達的過程,以及Daniel Simola等人的結果。展示它如何對行為產生持久影響。蟻群是一個結構化的工作組,其中個人具有特定的責任,使其成為研究表觀遺傳學的優秀模型。該研究集中在兩組佛羅里達州的拱形螞蟻(或佛羅里達木螞蟻)。次級螞蟻較小,它們通常負責覓食,而主要螞蟻體型較大,它們作為強大的戰斗機。以前的證據表明,這兩種類型的螞蟻共享許多相同的基因,但表觀遺傳過程導致它們的分化。特別是,已知組蛋白H3(H3K27ac)的化學修飾會增加佛羅里達鹿角的覓食行為。為了測試H3K27ac的作用,Simola及其同事用一種增加H3K27ac乙酰化作用的化合物喂養二級化合物;他們注意到這些螞蟻的覓食行為有所增加。該團隊隨后測試了主要螞蟻表觀遺傳變化的能力,他們使用更有效的化合物曲古抑菌素A(TSA)來增加H3K27ac的乙酰化。

新技術生產出堅固,完美無瑕的3D打印陶瓷

研究人員已經開發出一種使用3D打印制作陶瓷的方法,該方法可以生成一種幾乎沒有破裂傾向的堅韌材料,可以模塑成復雜的,彎曲的和多孔的形狀。陶瓷材料具有許多吸引人的品質,包括耐高溫性,耐環境性和高強度,但是為陶瓷開發的少量3D打印技術具有較慢的生產速度并且涉及增加的材料斷裂傾向。的東西。每層必須逐一添加,然后與紫外線接觸,而添加劑有助于吸收紫外線。 Zak Eckel及其同事通過使用硅和氧基聚合物能夠改進這些先前的工藝,因為這些聚合物在聚合時可以保持UV光,因此添加劑不需要UV固化步驟。一旦聚合物被印刷,該部分就被加熱到高溫以燒掉氧原子,留下高密度和堅韌的SiC產物。當通過電子顯微鏡分析最終產品時,研究人員沒有發現毛孔或表面裂縫。進一步的測試表明,這些陶瓷材料在破碎和收縮之前可以承受1400攝氏度的溫度。

通過基因糾正某種肌肉疾病

理論上,新的基因編輯技術可以提供治療遺傳性疾病的方法。現在有三位獨立的研究人員提供了初步證據,即編輯參與肌肉功能的基因可以恢復具有特定類型肌營養不良癥的小鼠的一些肌肉功能。雖然圍繞編輯生殖細胞以糾正遺傳疾病存在許多爭議,但這些結果證明了在出生后糾正某些遺傳性疾病的潛力。 Duchenne肌營養不良癥(DMD)是一種使人衰弱的遺傳性疾病,男性患病率約為1/3500;它會導致肌肉退化,失去活動能力和過早死亡。 DMD基因突變通常涉及肌細胞增強基因中一個或多個外顯子的缺失,這導致DNA編碼框架“移動”,導致肌細胞增強因子完全喪失;肌細胞增強劑是一對肌肉功能必需的蛋白質。為了恢復肌細胞增強因子蛋白的表達,Christopher Nelson等。使用CRISPR-Cas9基因編輯系統刪除外顯子23,觸發基因編碼的額外運動,從而可以表達肌細胞增強因子蛋白。在這個例子中,他們使用腺病毒相關病毒8(AAV8)將基因編輯系統傳遞給小鼠肌肉細胞。這種方法導致注射區域所有肌肉細胞中大約2%的外顯子23缺失,并將肌細胞增強蛋白水平恢復到正常水平的約8%(之前的報告顯示只有4%)正常水平足以在DMD中恢復足夠的肌肉功能)。對6周齡小鼠的其他測試發現肌肉和肺部健康相關的肌肉有所改善,這些肌肉在DMD患者中嚴重衰弱并且與過早死亡相關。

在第二項研究中,Chengzu Long及其同事使用腺相關病毒-9(AAV9)將CRISPR-Cas9編輯組分遞送至相同的DMD小鼠模型,該病毒對肌肉具有高親和力。他們首先在生殖細胞校正環境中優化了他們的基因編輯策略,發現它們是高效的:80%的后代小鼠顯示外顯子23的缺失,這促進了肌細胞增強蛋白的表達。然后,該團隊將他們的策略用于更具臨床相關性的體細胞基因編輯設置。通過腹膜內注射,肌內注射或逆眼注射將它們在出生后幾天遞送給小鼠。

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