2019年10月份即将结束了，10月份Science期刊又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与各位分享。

1.Science：新研究揭示人类微生物组是潜力巨大的新型抗菌药物聚宝盆
doi:10.1126/science.aax9176

就像淘金热中的淘金者曾经在北加州的山上开采这种闪亮的贵金属一样，“生物勘探者（bioprospector）”也在寻找新的奖项：潜在的抗菌分子，而且他们正在人类微生物组（microbiome）中寻找它们。近二十年来，科学家们一直在揭开将人体作为家园的这些微生物群落的神秘面纱。如今，他们将人类微生物组视为一种未开发的分子来源，所提供的分子可能有助于抗击感染并且有可能治疗其他疾病。

在一项新的研究中，美国普林斯顿大学的Yuki Sugimoto博士及其同事们将生物信息学与合成生物学相结合，鉴定出具有类似药物功能的生物活性小分子。通过使用他们的新计算算法，他们能够阐明潜在有效抗菌分子的DNA指纹。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“A metagenomic strategy for harnessing the chemical repertoire of the human microbiome”。论文通讯作者为普林斯顿大学分子生物学家Mohamed Donia。Sugimoto是Donia实验室的博士后研究员。

Sugimoto及其同事们将人类微生物组描述为鉴定新药化学结构的一种无与伦比的资源。他们在这篇论文中写道：“我们发现，临床上使用的一类分子的成员广泛地编码在人类微生物组中，而且它们对邻近的微生物发挥着有效的抗菌作用。我们的方法为系统性揭示人类微生物组编码的化学分子库铺平了道路。”

在寻找过程中，这些研究人员依靠他们定制的方法，这是一种计算机算法，可让他们搜索大量的分子片段。这种称为MetaBGC（metagenome biosynthetic gene cluster, 宏基因组生物合成基因簇）的生物信息学方法使得他们能够发现来自人类微生物组的之前从未报道过的分子。他们着重关注来自口腔、肠道和皮肤的样本，这是因为这些部位富含微生物菌群。他们在这三个部位发现了多种新型酶，即II型聚酮化合物合酶BGC，简称为TII-PKS BGC。鉴于一种TII-PKS酶是药物阿霉素（一种具有抗生素活性的抗癌药物）中的一个重要成分，TII-PKS分子广为人所知。除了在癌症治疗中的作用外，阿霉素还用于一种筛选环境细菌的测定方法当中。

为了检验他们关于TII-PKS BGC分子发现的重要性，Sugimoto及其团队测试了来自世界各地---美国、丹麦、西班牙、斐济和中国---的样本。他们发现无论地理位置如何，人们都拥有合成这些分子的基因，这表明它们在人群中普遍存在。

2.Science：新研究揭示小鼠小脑与人类存在很大不同
doi:10.1126/science.aax7526

在一项新的针对大脑的研究中，来自美国、意大利、英国、法国和以色列的研究人员发现小鼠小脑可能并不是人类小脑的良好模型。相关研究结果于2019年10月17日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Spatiotemporal expansion of primary progenitor zones in the developing human cerebellum”。他们描述了他们的涉及人类、小鼠和猕猴小脑发育的比较研究。

先前的研究已表明小鼠小脑和人类小脑足够相似，因此针对小鼠小脑开展的实验可用于了解有关人类小脑如何发挥功能的更多信息。人类的小脑是大脑的一部分，负责处理感官信息和对这种信息作出的反应。在这项新的研究中，这些研究人员试图找出小鼠小脑是否真地 足够像人类小脑而使得此类实验的结果对人类有用。

这项新的研究涉及非常密切地研究小鼠、人类和猕猴（另一种用于小脑研究的动物）中小脑的发育。这些研究人员在获得来自医院和其他机构的人类小脑组织样本、来自受试小鼠的小脑样本和来自先前研究工作的猕猴小脑组织图像后，对它们进行了比较。他们发现他们 有足够的材料和数据来比较从受孕后30天到出生后大约9个月的小脑发育。

这些研究人员报道，他们发现了一个完全出乎意料的差异---一组之前在人类小脑、小鼠或猕猴的大脑中从未见过的祖细胞。在此发现之前，仅在人类的大脑皮层中见到这类组细胞。他们还发现在称为菱唇（rhombic lip）的区域中的一些祖细胞是小脑颗粒神经元的来源 。他们发现与小鼠和猕猴相比，菱唇在人体内的发育需要更长的时间---它在整个妊娠过程中持续成熟。他们认为，这些明显的差异可能意味着对小鼠和人类小脑的比较可能不像人们希望的那样具有启发性。他们还指出，这种差异可能也解释了为何很难在动物模型中模拟 与人类中小脑相关的缺陷。 

3.Science：通过植入记忆到大脑中让鸟类学会唱歌
doi:10.1126/science.aaw4226; doi:10.1126/science.aaz1552

动物是通过模仿行为来学习的，比如当动物宝宝模仿其母亲的说话声音，或者年轻的雄性斑胸草雀（zebra finch）模仿年长的雄性导师（通常是其父亲）的求偶之声。在一项新的研究中，来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员确定了草雀用来学习鸣叫音节长度的神经回路，随后利用光遗传学操纵这种神经回路，构建出一种错误的记忆供幼鸟用来发出它们成年时的求偶之声。相关研究结果发表在2019年10月4日的Science期刊上，论文标题为“Inception of memories that guide vocal learning in the songbird”。

美国约克学院生物学家Dina Lipkind（未参与这项新的研究）说，“为了从观察中学习，你必须创造出某人做对了某件事的记忆，然后利用这些感觉信息来引导你的运动系统来学习如何执行该行为。我们真的不知道这些记忆是在哪里和如何形成的。”这些作者们“解决了这个过程的第一步，即你如何形成随后将指导你执行该行为的记忆。”

4.Science：发现合成人类缩醛磷脂的孤儿去饱和酶
doi:10.1126/science.aay1436

除了形成包围细胞的膜外，脂质也是重要的信号分子。含有乙烯基醚键的缩醛磷脂（plasmalogen）是一类在动物中大量存在的脂质。缩醛磷脂是一类具有标志性的sn-1乙烯基醚键的甘油磷脂。这些脂质存在于动物和某些细菌中，并且可能在膜组装、信号转导和抗氧化方面发挥着作用。如何从具有烷基醚键的前体分子合成缩醛磷脂是一个谜。

在一项新的研究中，来自西班牙国家研究委员会（CSIC）和穆尔西亚大学的研究人员在群居细菌黄色粘球菌（Myxococcus xanthus）中发现了一种称为CarF的酶，该酶能够产生用于单线态氧信号通路的缩醛磷脂，其中单线态氧是光氧化应激的一种标志物。相关研究结果发表在2019年10月4日的Science期刊上，论文标题为“A bacterial light response reveals an orphan desaturase for human plasmalogen synthesis”。

这些研究人员发现细菌酶CarF的缩醛磷脂乙醇胺去饱和酶（plasmanylethanolamine desaturase）活性是形成乙烯基醚键必不可少的。在黄色粘球菌中，CarF介导了光诱导的类胡萝卜素生成，而缩醛磷脂通过单线态氧参与感知光氧化应激。作为CarF的同源物，人类TMEM189和其他的动物同源物能够在功能上替代黄色粘球菌中的CarF，并且敲除人细胞系中的TMEM189可消除缩醛磷脂的产生。他们随后发现这种酶的动物同源物可以催化细菌和人细胞中缩醛磷脂合成的最后一步，从而解决了动物缩醛磷脂来源的问题。

5.Science：重大进展！揭示基因Shisa7控制着苯二氮平类药物的镇定神经作用
doi:10.1126/science.aax5719; doi:10.1126/science.aaz3176

在1999年至2017年之间，在美国因过量服用安定（Valium，又称为苯甲二氮，或地西泮）和其他苯二氮平类药物死亡的人数增加了10倍。多年以来，科学家们一直认为，这些用于治疗焦虑症、肌肉痉挛和睡眠障碍的强效镇静剂独自地起着镇定神经的作用。如今，在一项新的研究中，来自美国国家卫生研究院（NIH）的研究人员发现这种对这类药物及其影响的神经回路的看法可能必须改变。通过研究小鼠，他们发现这可能需要一个“粘性”基因的帮助，这个基因被命名为Shisa7。相关研究结果发表在2019年10月11日的Science期刊上，论文标题为“Shisa7 is a GABAA receptor auxiliary subunit controlling benzodiazepine actions”。