革命性基因疗法为镰状细胞病患者带来新希望

革命性基因疗法为镰状细胞病患者带来新希望越来越多的证据表明，基因疗法是治疗镰状细胞病的可行方法。根据美国疾病控制和预防中心的数据，约有10万美国人患有镰状细胞病。在美国，每365个出生的黑人婴儿中就有一个患有镰状细胞病，每16300个西班牙裔婴儿中就有一个。直到最近，唯一的治疗方案仍是通过兄弟姐妹或匹配的捐赠者进行密集的骨髓移植。但现在，其他治疗方法也即将问世。芝加哥大学医学中心科默儿童医院是临床试验中招收患者的三个地点之一，该试验测试了治疗镰状细胞病的干细胞基因疗法。作为试验的一部分，研究人员使用CRISPR-Cas9编辑从每位患者身上提取的干细胞（血细胞的组成成分）中的特定基因。这种蛋白质可以替代血液中不健康的镰状血红蛋白，防止镰状细胞病的并发症。然后，患者接受自己编辑的细胞输注治疗。该疗法是第二种使用CRISPR-Cas9技术治疗该疾病的方法，也是第一种针对新的基因区域并使用冷冻保存干细胞的方法，希望能增加这种治疗方法的可及性。其他针对SCD的基因治疗研究使用的是慢病毒--一种经常被修改并用于基因编辑的病毒，可长期存留在细胞中。用CRISPR-Cas9编辑的干细胞中不会残留外来物质。接受CRISPR编辑干细胞的试验参与者报告说，血管闭塞事件减少了，这是一种当镰状红细胞聚集并导致阻塞时发生的痛苦现象。芝加哥大学医学院和科默儿童医院儿科干细胞和细胞疗法项目主任、该研究的资深作者詹姆斯-拉贝尔（JamesLaBelle）医学博士说："最大的启示是，现在比以往任何时候都有更多可能治愈镰状细胞病的疗法，而不是使用他人的干细胞，因为这样做会带来一系列其他并发症。特别是在过去的10年里，我们已经了解了在治疗这些患者时应该做什么和不应该做什么。我们一直在努力为患者提供不同类型的、毒性较低的移植，现在基因疗法完善了现有的治疗方法，因此每一位镰状细胞病患者在需要时都能得到某种治疗。在芝加哥大学医学院，我们已经建立了基础设施，以支持镰状细胞病治疗的新方法，并为其他疾病带来更多的基因疗法。"随着科学界不断完善和扩大基因疗法的应用范围，治疗镰状细胞病等疾病的潜力正日益成为变革性的现实。虽然这一进程仍在继续，需要长期的跟踪和进一步的研究，但这项研究为未来有效的基因干预提供了令人鼓舞的指引。拉贝尔强调，在更广泛的治疗开发背景下，这项研究对越来越多的证据支持基因疗法作为镰状细胞病治疗手段的可行性具有重要意义。今年，还有两种治疗镰状细胞病的基因疗法正在等待美国食品及药物管理局的批准。"这项试验的数据为镰状细胞病和其他骨髓衍生疾病的类似基因疗法提供了支持。"他说："如果我们没有这些数据，这些研究就不会取得进展。"编译自：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403041.htm

新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革

新型熔岩粘度测量工具为火山监测带来革命性变革熔岩粘度测量的进展布法罗大学的研究人员开发了一种测量熔岩粘度的工具，它可以增加我们对熔岩的了解，更好地改进熔岩运动的模型，为有关部门保障人们的安全提供重要指导。他们的研究成果详见AIP出版社出版的《科学仪器评论》。对于熔岩等流体来说，粘度是衡量其流动速度的标准。粘度低的流体像水一样快速流动，而粘度高的流体则更像糖浆。当火山在靠近人类建筑物的地方喷发时，粘度测量可以告诉急救人员他们有多少时间做出反应，而目前的方法往往不够充分。水牛城大学的研究人员在对仪器进行实地测试时，收集了冰岛利特利-赫鲁图尔火山喷发熔岩流的粘度数据。资料来源：马丁-哈里斯粘度测量面临的挑战作者马丁-哈里斯（MartinHarris）说："在冰岛或夏威夷等熔岩喷发相当频繁的地方，道路和社区等基础设施都会受到影响，对熔岩可能流向何处以及流向何处的速度的估计存在不确定性。"哈里斯认为，问题在于粘度测量几乎总是在实验室中进行。这让实验变得更简单、更安全，但却总是缺少一个关键环节。当熔岩从火山中喷发出来时，许多不同的气体会以气泡的形式被困在熔岩中。在实验室进行测量时，无法把气体放回去。因此，测量到的是没有所有不同成分的熔岩，错过了一些影响熔岩流动的东西。唯一的解决办法就是实地测量。然而，这也带来了一系列挑战。对熔岩进行实地粘度测量可以追溯到近一个世纪以前，但并没有取得多大成功。过去的许多尝试都是将金属棒插入熔岩，用手或弹簧活塞推动，甚至像长矛一样射入熔岩，以估算熔岩流的粘度。布法罗大学团队保留了传统的金属棒，并将其连接到测力计上以进行精确测量。他们将其与第二根杆配合起来测量位移，并设计了整个仪器，使其既轻便到可以手持，又耐用到可以在火山环境中使用。实地测试和未来目标完成设备后，团队在冰岛的一座活火山上对其进行了测试。哈里斯说："我们花了将近两周的时间进入利特里-赫鲁图尔火山爆发周围的不同地点。我们在相当紧张的环境中工作了很长时间，但我认为最终我们都对所做的工作留下了深刻印象并感到满意。"在实地试验中，研究人员在不同地点和不同时间对熔岩进行了数十次测量。他们说，这类数据非常重要，因为它不仅能显示熔岩在某一时刻的情况，还能显示熔岩在扩散和冷却过程中的变化情况。哈里斯说："这是人们第一次对熔岩的这些不同横断面进行测量。这个仪器真正令人兴奋的地方在于，我们能够显示熔岩的物理特性随时间和空间发生的变化。"研究小组希望进一步完善他们的仪器，并将其提供给世界各地的研究小组和火山监测站。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433578.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433578.htm

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”

革命性三维快照揭示光合作用背后的“秘密机器”图片显示的是植物RNA聚合酶PEP的高分辨率三维模型，它在光合作用中发挥着核心作用。图片来源：PaulaFavorettiVitaldoPrado和JohannesPauly/MPI-NAT,UMG没有光合作用，就没有空气可呼吸--光合作用是地球上所有生命的基础。这一复杂的过程使植物能够利用太阳光能将二氧化碳和水转化为化学能和氧气。这一转化过程在叶绿体中进行，叶绿体是光合作用的核心。叶绿体是在进化过程中形成的，当时今天植物细胞的祖先吸收了一种光合蓝藻。随着时间的推移，这种细菌越来越依赖于它的"宿主细胞"，但仍保留了一些重要的功能，如光合作用和细菌基因组的一部分。因此，叶绿体仍然拥有自己的DNA，其中包含"光合作用机器"关键蛋白质的蓝图。从PEP到能源马克斯-普朗克多学科科学研究所（MPI）研究组组长、哥廷根大学医学中心教授、哥廷根"多尺度生物成像"（MBExC）英才集群成员豪克-希伦（HaukeHillen）教授博士解释说："一种独特的分子复制机器，即名为PEP的RNA聚合酶，从叶绿体的遗传物质中读取遗传指令。希伦强调说，它对于激活光合作用所需的基因至关重要。没有正常运作的PEP，植物就不能进行光合作用，就会变成白色而不是绿色。"不仅复制过程复杂，复制机器本身也很复杂：它由一个多亚基核心复合体（其蛋白质部分在叶绿体基因组中编码）和至少12个相关蛋白质（称为PAPs）组成。植物细胞的核基因组为这些蛋白提供了蓝图。汉诺威莱布尼茨大学植物学研究所教授ThomasPfannschmidt博士说："到目前为止，我们已经能够从结构和生物化学角度描述叶绿体复制机的一些单独部分，但我们还缺乏对其整体结构和单个PAPs功能的精确了解。"3D详细快照通过密切合作，豪克-希伦（HaukeHillen）和托马斯-普范施密特（ThomasPfannschmidt）领导的研究人员现在首次成功地以3.5埃（比毫米小3500万倍）的分辨率对19个亚基的PEP复合物进行了三维可视化。"我们从植物研究的典型模式植物--白芥子中分离出了完整的PEP，"Pfannschmidt团队的成员、现发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上的这项研究的第一作者之一弗雷德里克-阿伦斯（FrederikAhrens）介绍说。随后，科学家们利用冷冻电子显微镜创建了由19个部分组成的PEP复合物的详细三维模型。为此，研究人员对样本进行了超高速速冻。然后，研究人员从多个角度对复制机进行了数千次拍摄，直至原子级别，并通过复杂的计算机计算将它们组合成一个整体图像。"结构快照显示，PEP核心与其他RNA聚合酶（如细菌或高等细胞的细胞核）中的核心相似。然而，它包含叶绿体特有的特征，这些特征介导了与PAPs的相互作用。后者只有在植物中才能发现，而且它们的结构非常独特，"国际植物研究所博士生、MBExC赫莎-斯波纳学院成员、该研究的第一作者PaulaFavorettiVitaldoPrado解释说。科学家们已经假定，PAPs在读取光合作用基因的过程中发挥着各自的功能。"我们可以看到，这些蛋白质以一种特殊的方式排列在RNA聚合酶核心周围。根据它们的结构，PAPs很可能以各种方式与核心复合体相互作用，并参与基因读取过程，"Hillen补充说。了解光合作用的演变研究小组还利用数据库寻找进化线索。他们希望找出在其他植物中观察到的复制机结构是否相似。Pfannschmidt说："我们的研究结果表明，PEP复合物的结构在所有陆生植物中都是相同的。关于叶绿体DNA复制过程的新发现有助于我们更好地了解光合作用机器生物发生的基本机制。这些发现对未来的生物技术应用也很有价值。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422939.htm

日本一项新研究发现，在乳腺癌药物诱导癌细胞老化的过程中有一种蛋白质发挥了重要作用，探明这个机制有助于开发治疗乳腺癌的新方法。

日本一项新研究发现，在乳腺癌药物诱导癌细胞老化的过程中有一种蛋白质发挥了重要作用，探明这个机制有助于开发治疗乳腺癌的新方法。日本京都大学等机构研究人员日前在国际学术期刊《通讯-生物学》上发表论文说，两种主要治疗乳腺癌的药物阿霉素和阿贝西利能够让乳腺癌细胞老化，在相关过程中有一种名为ATP6AP2的蛋白质发挥了重要作用。研究发现，这种蛋白质能够维持细胞内的酸碱度，在经相关药物治疗的癌细胞中，ATP6AP2的浓度下降，使癌细胞出现酸化等变化，从而导致癌细胞老化，帮助控制癌症。（新华社）

首创“特洛伊木马疗法”可能为肺癌治疗带来革命性变革

首创“特洛伊木马疗法”可能为肺癌治疗带来革命性变革肺癌可能不是最常见的癌症类型，但却是迄今为止最致命的癌症。根据世界卫生组织的数据，尽管有手术、放疗和化疗等治疗方法，但只有约四分之一的肺癌患者在确诊后能活过五年。为了提高肺癌患者的生存几率，得克萨斯大学阿灵顿分校和UT西南医学中心的研究人员开创了一种直接向癌细胞输送杀癌药物的新方法。UTA生物工程AlfredR.andJanetH.Potvin杰出教授KytaiT.Nguyen说："我们的方法利用患者自身的细胞材料作为特洛伊木马，将靶向药物载荷直接运送到肺癌细胞。这一过程包括从癌症患者体内分离出T细胞（一种免疫细胞），并对其进行改造，使其表达针对癌细胞的特定受体。"研究与创新副校长、运动学与生物工程学教授JonWeidanz。资料来源：UT阿灵顿分校这项新技术的关键步骤包括从这些改造过的T细胞中分离出细胞膜，将化疗药物加载到细胞膜上，然后将其涂覆到微小的给药颗粒上。这些纳米颗粒的大小约为头发丝的1/100。当这些涂膜纳米粒子被注射回患者体内时，细胞膜就会起到导向作用，将纳米粒子精确地导向肿瘤细胞。这种方法旨在欺骗病人的免疫系统，因为涂膜纳米粒子模仿免疫细胞的特性，避免被人体检测和清除。阮克泰（KytaiT.Nguyen），德克萨斯大学阿灵顿分校生物工程阿尔弗雷德-波特文杰出教授（AlfredR.andJanetH.PotvinDistinguishedProfessorinBioengineering）。资料来源：德克萨斯大学阿灵顿分校"这种方法的关键优势在于它的高度靶向性，这使它能够克服传统化疗的局限性，因为传统化疗往往会导致有害的副作用，降低患者的生活质量，"共同作者、研究与创新副总裁兼运动学和生物工程研究员乔恩-魏丹兹（JonWeidanz）说。通过直接向肿瘤细胞施用化疗，该系统旨在最大限度地减少对健康组织的附带损伤。在这项研究中，研究人员在纳米粒子中加入了抗癌药物顺铂。膜包覆的纳米粒子在有肿瘤的身体部位积聚，而不是在身体的其他部位。结果，这种靶向给药系统能够缩小对照组的肿瘤大小，证明了它的疗效。Nguyen说："这种个性化方法可以为根据每位患者的独特特征及其肿瘤的具体性质量身定制的新医学时代铺平道路。减少副作用和提高疗效的潜力使我们的技术成为癌症治疗领域值得关注的进步。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423041.htm

研究人员发现一种错误的RNA处理方式反而能带来延长蠕虫寿命的突变现象

研究人员发现一种错误的RNA处理方式反而能带来延长蠕虫寿命的突变现象"我们在蠕虫试验中发现了一个叫做PUF60的基因，它参与了RNA剪接并调节寿命，"做出这一发现的马克斯·普朗克科学家黄文铭博士说。这个基因的突变导致不准确的剪接和某些RNA内的内含子的保留。因此，从这种RNA产生的相应蛋白质较少。令人惊讶的是，具有PUF60基因突变的蠕虫的存活时间明显长于正常蠕虫。蛔虫Caenorhabditiselegans是衰老研究中的一个重要模型生物。图片中的蠕虫被标记为GFP::RNP-6。资料来源：马克斯-普朗克老龄化生物学研究所特别受到这种缺陷生产影响的是一些在mTOR信号通路中发挥作用的蛋白质。这一信号途径是食物可用性的一个重要传感器，并作为细胞代谢的控制中心。长期以来，它一直是衰老研究的重点，是潜在抗衰老药物的目标。研究人员还能够在人类细胞培养物中显示，PUF60活性水平的降低导致mTOR信号通路的活性降低。"我们认为，通过改变RNA中内含子的命运，我们发现了一种调节mTOR信号传导和长寿的新机制，"领导这项研究的马克斯-普朗克主任AdamAntebi说。"有趣的是，也有人类患者的PUF60基因发生了类似的突变。这些患者有生长缺陷和神经发育紊乱。也许在未来，这些病人可以通过服用控制mTOR活性的药物得到帮助。但当然，这需要更多的研究"。了解更多：https://www.nature.com/articles/s43587-022-00275-z...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332107.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332107.htm