生物评论周报第203期:Science研究揭示胎盘哺乳动物大脑的演化进程

1、Science:研究揭示胎盘哺乳动物大脑的演化进程

 

2022年4月1日,来自英国爱丁堡大学Stephen L. Brusatte、Ornella C. Bertrand小组在学术期刊《科学》杂志发表了题为“Brawn before brains in placental mammals after the end-Cretaceous extinction.”的一项新成果。他们发现白垩纪末期大灭绝后胎盘哺乳动物大脑迅速增大。

据悉,哺乳动物是脑进化程度最高的脊椎动物,和体型相比哺乳动物的大脑最大。胎盘哺乳动物的大脑特别大,新皮层用于感觉整合,但其起源尚不清楚。

 

哺乳动物演化图谱

Fig.1 |哺乳动物演化图谱

 

研究人员使用计算机断层扫描对新发现的古新世化石进行了扫描,结果表明,与哺乳动物大脑随着时间推移稳步扩大的惯例相反,在早期胎盘初期哺乳动物会减小它们的相对大脑大小,因为这时体重增加速度更快。在始新世后期,多个谱系通过感觉区域的显著增长独立地获得了高度脑化的大脑。研究认为,随着稀有幸存者填补空缺的生态位,胎盘辐射开始超过体型增加。随着生态位的饱和和竞争加剧,大脑最终变得更大。

 

(评论:大自然的物竞天择)

文章来源:

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:纺锤形古细菌病毒从杆状祖先演化而来

2022年3月23日,来自美国维吉尼亚大学Edward H. Egelman、法国巴黎大学Mart Krupovic等研究人员在学术期刊《细胞》上合作发现标题为“Spindle-shaped archaeal viruses evolved from rod-shaped ancestors to package a larger genome.”的研究成果,发现纺锤形古细菌病毒从杆状祖先演化而来。

 

纺锤形古细菌病毒从杆状祖先演化

 

研究人员确定了Sulfolobus monocaudavirus病毒衣壳的原子结构,这种病毒感染生活在几乎沸腾的酸中的宿主。一个高度疏水性的蛋白质,可能在病毒组装前就被整合到了宿主的膜上,形成了7条链,在尾部和纺锤体上相互滑动。研究人员观察到随着尾管的扩张而发生的不同步骤,这些都是由于与相邻亚单位的高度保守的准等价相互作用所造成的,尽管直径发生了明显的变化。这些研究结果表明,螺旋形集合体可以改变其直径,变得接近球形以包装更大的基因组,并揭示所有的纺锤形病毒是如何从古细菌棒状病毒进化而来的。

据介绍,纺锤形或柠檬形病毒在不同的环境中感染古细菌。由于这些病毒的高度多形性,可以发现有圆柱形的尾巴从纺锤形的身体中发出,因此对这些衣壳的结构研究一直具有挑战性。

 

(评论:有望带来新的药物和疫苗递送方式)

文章来源:

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:揭示快速细胞因子激动剂筛选方法

2022年3月23日,来自美国斯坦福大学医学院K. Christopher Garcia课题组在《细胞》杂志发表了题为“Facile discovery of surrogate cytokine agonists.”的研究成果,宣布他们研发了替代细胞因子激动剂的筛选方法。

研究人员表示,细胞因子是强大的免疫调节剂,通过受体二聚化开启信号传导,但天然细胞因子作为治疗剂存在结构限制。

研究人员研发了一种通过使用模块化配体来发现细胞因子替代激动剂的策略,该配体利用诱导相邻和受体二聚体几何形状作为适用于高通量筛选的药理学指标。研究人员将VHH和scFv用于人白介素2/15、I型干扰素和白介素10受体,生成了单链双特异性配体的组合矩阵,这些配体表现出多种功能活性,包括通过替代干扰素产生对SARS-CoV-2的有效抑制。IL-2R:VHH复合物的晶体结构揭示了受体二聚体几何形状的变化如何导致功能多样的信号输出。

这种模块化平台使替代配体工程成为可能,这些配体产生IL-2R/IL-10R异二聚体组装,这种异二聚体并非天然存在,通过T细胞和自然杀伤(NK)细胞上的pSTAT5发出信号。这种植根于相邻诱导原则的“细胞因子药物化学”方法可应用于发现许多配体-受体系统的多样化激动剂。

 

(评论:学习了)

文章来源:

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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