小柯秀 | 一个会写科学新闻的机器人

作者: 赵路

来源: 中国科学报

发布日期: 2020-03-17

小柯是一个由中国科学报社和北京大学科研团队研发的科学新闻写作机器人,旨在帮助科学家获取全球高水平科研进展。文章详细介绍了多个科研团队的最新研究成果,包括新方法揭示小鼠全脑血管结构、通过激活抗肿瘤免疫抑制肿瘤生长、探究焦亡的抗肿瘤免疫功能以及揭示单泛素化范可尼贫血ID复合物的DNA滑钳功能。这些研究成果均在《自然》及其子刊上发表,展示了科学技术的最新进展和应用。

“小柯”是一个科学新闻写作机器人,由中国科学报社联合北京大学高水平科研团队研发而成,旨在帮助科学家以中文方式快速获取全球高水平英文论文发布的最新科研进展。新方法揭示小鼠全脑血管结构。德国组织工程和再生医学研究所Ali Ertrk和慕尼黑工业大学Bjoern Menze课题组合作,对小鼠全脑血管进行了机器学习分析。相关论文3月11日在线发表于《自然—方法学》。

在该研究中,研究人员开发了一个基于深度学习的网络来量化和分析脑血管,称为血管分割和分析管道(VesSAP)。该方法使用带转移学习方法对卷积神经网络(CNN)进行分割,并达到了人类水平的准确性。通过使用VesSAP,研究人员将整个C57BL/6J、CD1和BALB/c小鼠脑载入到Allen小鼠脑图集后,在微米级分析了它们的血管特征。

研究人员揭示了CD1小鼠继发性颅内侧血管生成的证据,并发现与大脑相比脑干的血管生成减少。因此,VesSAP可以对清除的小鼠大脑血管结构进行无偏倚且可扩展的量化,并提供对大脑血管功能的生物学见解。相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41592-020-0792-1。通过激活抗肿瘤免疫抑制肿瘤生长。

美国波士顿儿童医院Judy Lieberman和Zhibin Zhang研究组合作取得一项新突破。他们发现Gasdermin E通过激活抗肿瘤免疫抑制肿瘤生长。相关论文3月11日在线发表于《自然》。研究人员发现在22种测试过的癌症相关GSDME突变中有20种突变降低了GSDME功能。

研究人员发现小鼠中GSDME表达的肿瘤敲除Gsdme会增强肿瘤生长,而在Gsdme抑制的肿瘤中异位表达GSDME会抑制肿瘤生长。这种肿瘤抑制作用是由杀伤性细胞毒性淋巴细胞所介导,在缺乏穿孔素或杀伤性淋巴细胞耗竭的小鼠中这种作用则消失。GSDME表达增强了肿瘤相关巨噬细胞对肿瘤细胞的吞噬作用,并增强了肿瘤浸润自然杀伤细胞和CD8+ T淋巴细胞的数量和功能。

杀伤细胞颗粒酶B还通过直接在caspase 3相同切割位点切割GSDME来激活靶细胞中不依赖caspase的细胞焦亡。不可切割或成孔肽段缺失的GSDME蛋白不能抑制肿瘤。因此,肿瘤GSDME通过激活细胞焦亡从而增强抗肿瘤免疫,以发挥抑癌作用。相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9。中国科学家探究焦亡的抗肿瘤免疫功能。

北京大学刘志博和中国医学科学院邵峰课题组合作取得一项新突破。他们开发的生物正交系统揭示了焦亡的抗肿瘤免疫功能。3月11日的《自然》在线发表了这项成果。在这项研究中,研究人员建立了一个生物正交化学系统。在该系统中,癌症成像探针苯丙氨酸三氟硼酸酯(Phe-BF3)可以进入细胞,使其脱甲硅烷基化并“裂解”成包含甲硅烷基醚的连接子。该系统可以控制药物从小鼠的抗体—药物结合物中释放。

当与纳米粒子介导的传递结合时,由Phe-BF3催化的去甲硅烷基化作用可以从纳米粒子结合物中释放一种乘客蛋白(包括活化的gasdermin),并选择性地进入小鼠肿瘤细胞中。将此生物正交系统应用于gasdermin,研究人员发现低于15%肿瘤细胞焦亡足以清除整个移植的4T1乳腺肿瘤。在免疫缺陷或T细胞耗竭的小鼠中没有肿瘤抑制,并且这与抗肿瘤免疫反应增强相关。

注射降低剂量或无效剂量gasdermin与Phe-BF3结合的纳米颗粒使4T1肿瘤对抗PD1治疗敏感。因此,基于Phe-BF3脱甲硅烷基的生物正交系统是强大的化学生物学工具。在该系统上的应用表明,细胞焦亡诱导的炎症触发了强大的抗肿瘤免疫力,并且可与检查点封锁协同作用。相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2079-1。ID复合物单泛素化的功能。

美国纪念斯隆—凯特琳癌症中心Nikola P. Pavletich研究组取得一项新突破。他们揭示了单泛素化范可尼贫血ID复合物的DNA滑钳功能。这一研究成果在线发表于3月11日的《自然》。研究人员解析了单泛素化人ID复合物与DNA结合的冷冻电镜结构,并发现它形成了一个环绕DNA的闭环。

通过对与链间交联键(ICL)DNA结合的非泛素化ID复合物结构(该研究也揭示了其结构)的比较,研究人员发现单泛素化的前体通过交互的方式与另一个前体结合从而完成了开放、槽状ID结构的完全重排。这些结构连同生化数据协同证明,单泛素化ID复合物失去了对ICL和相关分支DNA结构的偏好,而变成可协调后续修复反应的滑动DNA钳。这项研究还揭示了单泛素化如何能诱导具有新功能的替代蛋白质结构。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2110-6。

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