生物評論周報第203期:Science研究揭示胎盤哺乳動物大腦的演化進程

1、Science:研究揭示胎盤哺乳動物大腦的演化進程

 

2022年4月1日,來自英國愛丁堡大學Stephen L. Brusatte、Ornella C. Bertrand小組在學術期刊《科學》雜志發表了題為“Brawn before brains in placental mammals after the end-Cretaceous extinction.”的一項新成果。他們發現白堊紀末期大滅絕后胎盤哺乳動物大腦迅速增大。

據悉,哺乳動物是腦進化程度最高的脊椎動物,和體型相比哺乳動物的大腦最大。胎盤哺乳動物的大腦特別大,新皮層用于感覺整合,但其起源尚不清楚。

 

哺乳動物演化圖譜

Fig.1 |哺乳動物演化圖譜

 

研究人員使用計算機斷層掃描對新發現的古新世化石進行了掃描,結果表明,與哺乳動物大腦隨著時間推移穩步擴大的慣例相反,在早期胎盤初期哺乳動物會減小它們的相對大腦大小,因為這時體重增加速度更快。在始新世后期,多個譜系通過感覺區域的顯著增長獨立地獲得了高度腦化的大腦。研究認為,隨著稀有幸存者填補空缺的生態位,胎盤輻射開始超過體型增加。隨著生態位的飽和和競爭加劇,大腦最終變得更大。

 

(評論:大自然的物競天擇)

文章來源:

Ornella C. Bertrand at al,?Brawn before brains in placental mammals after the end-Cretaceous extinction. DOI: abl5584, Science最新IF:41.037

 

2、Cell:紡錘形古細菌病毒從桿狀祖先演化而來

2022年3月23日,來自美國維吉尼亞大學Edward H. Egelman、法國巴黎大學Mart Krupovic等研究人員在學術期刊《細胞》上合作發現標題為“Spindle-shaped archaeal viruses evolved from rod-shaped ancestors to package a larger genome.”的研究成果,發現紡錘形古細菌病毒從桿狀祖先演化而來。

 

紡錘形古細菌病毒從桿狀祖先演化

 

研究人員確定了Sulfolobus monocaudavirus病毒衣殼的原子結構,這種病毒感染生活在幾乎沸騰的酸中的宿主。一個高度疏水性的蛋白質,可能在病毒組裝前就被整合到了宿主的膜上,形成了7條鏈,在尾部和紡錘體上相互滑動。研究人員觀察到隨著尾管的擴張而發生的不同步驟,這些都是由于與相鄰亞單位的高度保守的準等價相互作用所造成的,盡管直徑發生了明顯的變化。這些研究結果表明,螺旋形集合體可以改變其直徑,變得接近球形以包裝更大的基因組,并揭示所有的紡錘形病毒是如何從古細菌棒狀病毒進化而來的。

據介紹,紡錘形或檸檬形病毒在不同的環境中感染古細菌。由于這些病毒的高度多形性,可以發現有圓柱形的尾巴從紡錘形的身體中發出,因此對這些衣殼的結構研究一直具有挑戰性。

 

(評論:有望帶來新的藥物和疫苗遞送方式)

文章來源:

Fengbin Wang, Virginija Cvirkaite-Krupovic et al,?Spindle-shaped archaeal viruses evolved from rod-shaped ancestors to package a larger genome. DOI: 10.1016/j.cell.2022.02.019. Cell最新IF:36.216

 

3、Cell:揭示快速細胞因子激動劑篩選方法

2022年3月23日,來自美國斯坦福大學醫學院K. Christopher Garcia課題組在《細胞》雜志發表了題為“Facile discovery of surrogate cytokine agonists.”的研究成果,宣布他們研發了替代細胞因子激動劑的篩選方法。

研究人員表示,細胞因子是強大的免疫調節劑,通過受體二聚化開啟信號傳導,但天然細胞因子作為治療劑存在結構限制。

研究人員研發了一種通過使用模塊化配體來發現細胞因子替代激動劑的策略,該配體利用誘導相鄰和受體二聚體幾何形狀作為適用于高通量篩選的藥理學指標。研究人員將VHH和scFv用于人白介素2/15、I型干擾素和白介素10受體,生成了單鏈雙特異性配體的組合矩陣,這些配體表現出多種功能活性,包括通過替代干擾素產生對SARS-CoV-2的有效抑制。IL-2R:VHH復合物的晶體結構揭示了受體二聚體幾何形狀的變化如何導致功能多樣的信號輸出。

這種模塊化平臺使替代配體工程成為可能,這些配體產生IL-2R/IL-10R異二聚體組裝,這種異二聚體并非天然存在,通過T細胞和自然殺傷(NK)細胞上的pSTAT5發出信號。這種植根于相鄰誘導原則的“細胞因子藥物化學”方法可應用于發現許多配體-受體系統的多樣化激動劑。

 

(評論:學習了)

文章來源:

Michelle Yen, Junming Ren et al,?Facile discovery of surrogate cytokine agonists. DOI: 10.1016/j.cell.2022.02.025, Cell最新IF:36.216

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