生命科学

大脑中的免疫细胞竟是记忆遗忘的“主谋”

浙江大学医学院谷岩研究员课题组和王朗副研究员课题组最近发现，用于免疫的小胶质细胞通过清除突触而引起记忆遗忘，并且进一步发现补体信号通路参与了小胶质细胞介导的遗忘，并且依赖于记忆印迹细胞的活动。相关成果发表于Science。研究发现，遗忘的机制始于分子的“导航”。“复习不易忘”有了科学依据，复习就是让记忆印迹细胞和相应的突触联系更加活跃，好像把突触这座桥梁用钢筋混凝土加固了一样。而如果不复习，“桥”就会年久失修，就会被小胶质细胞这个“拆迁队”识别并拆除。此外，小胶质细胞的突触清除可能是介导遗忘的一种普遍机制。

人源免疫球蛋白M复合体的高分辨率电镜结构

北京大学生命科学学院肖俊宇研究组报道了人源IgM-Fc（Fcm）五聚体/J链/分泌组分三元复合体整体分辨率为3.4？的冷冻电镜结构。包括IgM-Cμ4结构域、J链、pIgR/SC-D1结构域等在内的中心区域分辨率达到3.0？以下，可以清晰看到关键氨基酸的侧链信息。研究论文发表于Science。区别于教科书中传统以来描述的五角星形状，IgM-Fc采用非对称的方式形成五聚体，整体形状类似于缺少了一个角的六边形。该工作颠覆了对IgM五聚体的传统理解，阐明了J链发挥功能的结构基础，揭示了pIgR特异性识别包括IgM在内的多聚抗体的分子机制；为深入理解IgM的生物学功能奠定了基础。

破解优质蛋白玉米育成之谜

上海交通大学农业与生物学院王文琴团队和中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿团队合作，揭开了困扰世界玉米蛋白品质育种半个多世纪的难解之谜。研究成果发表于Nature Communications。优质蛋白玉米以热带玉米种质为基础育成，当它被引进到温带气候国家，如中国，它面临的主要问题是如何把存在于热带种质中的修饰因子转到温带种质的骨干自交系中。该论文通过PacBio三代基因组测序，BSA-seq遗传定位和RNA-seq转录组分析相结合的手段，深入解析了优质蛋白玉米（Quality Protein Maize， QPM）选育的基因组结构变异基础，全面挖掘了潜在的硬质胚乳修饰因子。

curli菌毛生成系统的组装和底物识别

清华大学生命科学学院李雪明研究组在细菌curli菌毛生成系统膜上通道复合物的结构以及底物识别机制上取得进展。研究论文发表于Nature Communications。综合电镜结构和体外蛋白结合实验结果，研究组提出了CsgG-CsgFN-CsgFC-CsgB-CsgA的组装方式，阐明了curli纤维如何结合到细菌表面的机制。体外蛋白结合实验结果进一步发现CsgE能结合CsgA的R1-5结构域。CsgE的敲除菌株失去刚果红的表型，而过表达CsgG蛋白后刚果红表型得到恢复，这说明CsgE对底物分泌不是必需的，而是能提高转运效率，綜合以上实验结果，研究组提出了CsgA的识别转运模型。

V1神经元树突输入的精细时空功能图谱

北大生命科学学院、北大麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心唐世明课题组开展了猕猴初级视觉皮层（V1）神经元树突上兴奋性输入的时空功能组织的研究。研究论文发表于Nature Communications。神经元作为神经系统最基本的计算单元，从它们的树突上接收信号的输入。单个神经元可以通过树突棘接收数以千计甚至数十万的突触前输入，加上树突的复杂几何构型以及其多样化的生理特性，使之具有对其输入信号进行复杂计算的能力。该研究借助于新型谷氨酸探针iGluSnFR，实现了对清醒猕猴大脑皮层神经元的双光子树突成像，并获得了单个V1神经元树突上兴奋性输入的精细时空功能图谱。

儿童睡眠时长与认知、心理健康以及脑结构的关系

复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授领衔来自英国华威大学、牛津大学等研究人员组成的国际合作团队，在大规模人群中揭开了儿童发育时期的睡眠时长与脑结构，认知能力和心理健康的相互作用关系。研究论文发表于Molecular Psychiatry。睡眠问题是脑科学研究的重要问题，也是全球重大的公共健康问题。大部分的脑疾病如抑郁症、焦虑症、帕金森病等都与睡眠问题密切相关。研究发现，儿童睡眠时长与儿童的认知能力、心理健康（尤其是抑郁症状）显著关联，同时，与儿童大脑眶额叶皮层、前额叶、颞叶等脑区的脑结构指标密切相关。

高脂饮食通过干预胰岛素信号通路改善SIRT6缺陷小鼠代谢损伤与早衰表型

清华大学药学院王钊课题组以“高脂饮食通过调节SIRT6基因敲除小鼠的胰岛素和IGF1信号通路逆转代谢紊乱和早衰”为题，将最新研究成果发表于Aging Cell。人类从出生到死亡，体能仿佛经历了一个循环。文章报道了高脂饮食通过干预胰岛素信号通路改善了SIRT6缺陷小鼠的代谢异常，有效减缓了其多组织器官萎缩等机体过度消耗表征，明确挽救早衰表型并显著延长寿命，为临床针对衰老终末期或疾病终末期患者的营养制定、改善患者生存质量和延长健康寿命提供了科学依据。提示老年人尤其是衰老末期一定要注意补充脂肪类食物。

蓝藻光合作用环式电子传递的结构基础

中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组及中国科学院分子植物科学卓越创新中心米华玲研究组的合作，用单颗粒冷冻电镜方法解析了来源于嗜热蓝藻T. elongatus BP-1的一种参与光合作用环式电子传递的多亚基膜蛋白复合物NDH-1L及其结合电子供体铁氧还蛋白（ferredoxin， Fd）的三维结构。研究论文发表于Nature Communications。论文提供了完整的NDH-1L结构模型，揭示了PQ分子的结合位置，构建了从Fd到PQ的电子传递途径，测定了NDH-1L在不同pH条件下的活性及其与Fd的亲和力，为揭示NDH-1L参与的环式电子传递和质子泵耦联机制提供了分子基础。