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关于期刊Springer Nature(施普林格·自然)是 EMBO Press (欧洲分子生物学组织出版社) 的出版合作伙伴,携手助力全球生命科学研究者。合作期刊包括 The EMBO Journal, EMBO Reports, Molecular Systems Biology 和 EMBO Molecular Medicine,在生物学和生物医学领域出版取得重要进展的高价值文章。

我们整理了EMBO Press 编辑精选的2025年中国学者发表文章,由于篇幅有限,四本期刊各整理了3篇,欢迎阅读!
The EMBO Journal

01 NANOG is repurposed after implantation to repress Sox2 and begin pluripotency extinction
NANOG在着床后被重新利用以抑制Sox2并启动多能性消退
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多能性的丧失是胚胎着床后发育的关键步骤,有助于体细胞身份的建立,这是原肠胚形成所必需的。在着床前,细胞的多能性由一个包含关键转录因子 SOX2 和 NANOG 的基因调控网络维持。然而,目前尚不清楚该网络如何被解构以实现谱系限制。本文研究表明,SOX2在小鼠着床后维持多能性身份中是必需的,而在后部上胚层中失去SOX2表达的细胞不再具有多能性。通过体内和体外分析,我们发现NANOG和SOX2在原肠胚形成前呈反相关表达,最终导致后部NANOG高/SOX2低的上胚层区域多能性身份的早期消失。令人意外的是,SOX2的表达受到NANOG的抑制,而在着床后缺失Nanog的胚胎中,后部SOX2表达得以维持。我们的研究表明,着床后多能性的特征是由多能性转录因子的功能改变所驱动的,从而确保胚胎多能性在空间和时间上的正确丧失。
02 A phosphorylation-regulated NPF transporter determines salt tolerance by mediating chloride uptake in soybean plants
与大豆耐Cl⁻特性紧密关联的转运蛋白GmNPF7.5,揭示了大豆Cl⁻转运蛋白调控植株耐盐性的全新分子机制
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氯离子(Cl⁻)作为植物生长发育进程中的重要微量元素,参与维持光合酶活性、稳定细胞质膜离子电位以及保障细胞膨压和pH值稳定等诸多生理过程。大量研究表明,在盐碱土壤环境下,相较于钠离子(Na⁺),Cl⁻对大豆的生长发育及最终产量的负面影响更为突出。当前,植物抗盐领域的科研重心多聚焦于植物Na⁺/K⁺转运体如何左右离子稳态与耐盐性能,然而,人们对盐胁迫下农作物转运Cl⁻的核心基因以及稳态调控机制的认识,仍存在着一定的局限性。目前,植物界中诸如CLC、ALMT、SLAC/SLAH、CCCs、NRT1/NPF和MATE等多个负责吸收与转运Cl⁻的蛋白家族已相继被发现。
利用全基因组关联分析(GWAS)与转录组测序分析(RNA-seq)技术,研究团队成功鉴定到大豆负责Cl⁻转运的关键蛋白GmNPF7.5。研究发现,该蛋白于非洲爪蟾卵母细胞体系中能够介导Cl⁻与NO₃⁻的转运过程,且对Cl⁻表现出较强的亲和力。进一步研究表明,GmNPF7.5表达受Cl⁻特异性诱导激活,促使大豆体内Cl⁻大量积聚,进而对大豆耐盐性能产生负向调控作用,并且该蛋白单核苷酸多态性(SNPs)的变异差异直接决定Cl⁻的积累水平与大豆耐盐能力。
03 A chromatin-remodeling-independent role for ATRX in protecting centromeric cohesion
ATRX保护染色体稳定性的新机制
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姐妹染色单体黏连是确保有丝分裂期间染色体准确分离的关键过程,其核心机制依赖于黏连蛋白复合物(cohesin)在着丝粒处的稳定维持,以抵抗纺锤体牵引力直至分裂后期。然而,着丝粒区如何避免cohesin被其释放因子Wapl移除,机制尚不清楚。本研究通过高通量蛋白质组学筛选,首次鉴定出染色质重塑因子ATRX为cohesin调节亚基Pds5B的新结合蛋白。ATRX通过其RSYK基序中的酪氨酸残基Y1419嵌入Pds5B的疏水口袋,直接竞争性阻断Wapl与Pds5B的结合,从而抑制Wapl介导的cohesin释放。功能研究表明,ATRX-Y1419突变显著削弱其与Pds5B的互作,导致着丝粒黏连缺陷和染色体错误分离。超高分辨率成像显示,ATRX以HP1依赖方式富集于有丝分裂期染色体的着丝粒二分亚结构域,与cohesin的分布高度一致。进一步研究发现,将ATRX的Pds5B结合片段(不含ATP酶结构域)靶向锚定至着丝粒,可在ATRX缺失细胞中恢复黏连功能,表明其作用独立于染色质重塑活性。此外,敲低Wapl可绕过对ATRX的依赖,进一步验证二者的拮抗关系。综上,ATRX通过竞争性抑制Wapl与Pds5B的结合,在维持着丝粒黏连中发挥关键作用,揭示了一种独立于染色质重塑的新型调控机制,为理解染色体分离的分子基础及基因组稳定性提供了新视角。
EMBO Reports

01 A conserved phage phosphoesterase enables evasion of bacterial antiviral immunity
一个保守的噬菌体磷酸酯酶使其能够逃避细菌的抗病毒免疫
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随着耐药细菌的日益普遍,抗微生物耐药性已成为全球公共卫生威胁。分枝杆菌噬菌体在治疗耐药性细菌感染方面展现出巨大潜力,但其逃避宿主细菌防御的分子机制尚不清楚。
本研究发现,分枝杆菌噬菌体A10ZJ24编码的gp48基因产物是一种类金属磷酸酯酶蛋白,在杀死结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)过程中发挥关键作用。Gp48在噬菌体感染早期表达,可破坏细菌基因组DNA的完整性,从而沉默多个抗噬菌体防御基因。相比之下,缺失gp48的噬菌体虽然能感染并注入DNA,但无法抑制宿主的抗病毒反应,导致噬菌体基因组复制受阻。
这些发现揭示了分枝杆菌噬菌体逃避细菌免疫的新机制,填补了我们对噬菌体与结核分枝杆菌之间分子“军备竞赛”的认知空白。
02 Auditory fear memory retrieval requires BLA-LS and LS-VMH circuitries via GABAergic and dopaminergic neurons
听觉恐惧记忆的检索依赖于BLA–LS和LS–VMH神经环路,并通过GABA能和多巴胺能神经元实现
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恐惧及其相关的学习与记忆对于形成防御行为至关重要。过度的恐惧和焦虑是创伤后应激障碍(PTSD)的核心特征。然而,关于与声音相关的恐惧记忆检索的神经生物学机制仍不清楚,限制了针对性的干预手段。
本研究发现,听觉恐惧记忆的检索会激活多个脑区,包括外侧隔核(LS)。抑制LS或其与基底外侧杏仁核(BLA)及下丘脑腹内侧核(VMH)的连接,可减弱与声音相关的恐惧条件反射和记忆检索。此外,抑制LS中的GABA能或多巴胺能神经元也能减轻恐惧反应。阻断LS中的Orexin B信号同样可抑制恐惧条件反射。
这些发现表明,BLA–LS和LS–VMH神经环路对声音相关的恐惧记忆检索至关重要,而LS中的GABA能神经元、多巴胺能神经元以及Orexin信号在这一过程中发挥关键作用。
03 DSTYK phosphorylates STING at late endosomes to promote STING signaling
DSTYK在晚期内体中磷酸化STING以增强STING信号通路
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STING(干扰素基因刺激因子)是细胞对DNA病原体产生I型干扰素反应的关键分子。STING在被激活后会从内质网转移到高尔基体,并激活下游的TBK1激酶,随后通过回收内体转运至溶酶体进行降解。虽然STING的激活机制已被广泛研究,但其降解和失活的机制尚不清楚。
本研究发现,STING的降解依赖于ESCRT(内体分选复合体)介导的微自噬过程。通过超分辨率显微镜和光/电子显微镜联合分析,研究人员观察到STING阳性囊泡被直接包裹进入Lamp1阳性溶酶体。敲低ESCRT组分Tsg101和Vps4会导致STING囊泡在细胞质中积累,从而引发持续的I型干扰素反应。
此外,STING在通过高尔基体和回收内体转运过程中会在赖氨酸288位点发生K63连接的泛素化,这一修饰对其降解至关重要。研究揭示了一种在回收内体中防止先天免疫信号过度激活的分子机制。
Molecular Systems Biology

01 Unique trajectory of gene family evolution from genomic analysis of nearly all known species in an ancient yeast lineage
古老的酵母谱系——酵母亚门(Saccharomycotina,以下简称酵母)在基因家族演化过程中所采取的独特策略
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基因的获得与丢失是生物基因组演化及多样性形成的主要驱动因素。有别于动植物,真菌的早期祖先主要经历了基因的丢失事件。酵母约在4亿年前分化,所展现出的高度基因组、代谢及生态多样性不仅使其广泛应用在酿酒、油脂生产等工业环节,也是研究真菌基因家族演化的理想类群。然而,以往研究主要集中于酵母的少数代表物种,缺乏全面的基因组数据,严重阻碍了人们对酵母亚门基因家族演化历程的系统认知。
真核生物基因家族演化策略与生态适应过程有助于人们理解地球生物多样性形成背后的遗传机制。该项工作所发现的酵母亚门基因家族丢失性演化特征更新了现有真核生物基因家族演化的理论框架。更为重要的是,本研究突破了当前大规模比较基因组研究方法的固有思路,研发并应用出一套系统整合基因家族平均拷贝数、物种演化速率与统计检验的分析范式,具备推广至更多生物类群比较基因组学研究领域的潜力。
02 Systemic genome-epigenome analysis captures a lineage-specific super-enhancer for MYB in gastrointestinal adenocarcinoma
系统性基因组-表观基因组分析揭示胃肠腺癌中MYB的谱系特异性超级增强子
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胃肠腺癌是消化系统的主要癌症类型,也是全球癌症相关死亡的主要原因之一。尽管蛋白编码区的突变已被广泛研究,但非编码调控元件在癌症中的作用仍知之甚少。本研究结合增强子活性图谱和基因组结构变异分析,识别并验证了一个调控癌基因MYB的谱系特异性超级增强子(SE)。
该超级增强子由一个主要增强子(e4)和多个辅助增强子组成,其转录活性由转录因子HNF4A和MYB本身共同调控。抑制该超级增强子可显著下调MYB表达,抑制下游Notch信号通路,并在体内外阻止肿瘤发展。研究揭示了一种由非编码变异驱动的机制,以谱系特异性方式调控MYB表达,为胃肠腺癌的致癌机制和潜在治疗策略提供了新见解。
03 Epigenetic modifications and metabolic gene mutations drive resistance evolution in response to stimulatory antibiotics
表观遗传修饰和代谢基因突变驱动对刺激性抗生素的耐药性进化
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抗生素耐药性危机是由滥用和细菌进化共同推动的全球重大健康威胁。传统观点认为抗生素仅作为抑制细菌生长的药物,而新研究发现,低剂量抗生素也可能作为信号分子,意外地促进细菌生长。然而,在这种刺激性条件下耐药性的形成机制尚不清楚。
本研究揭示了在刺激性抗生素作用下,耐药性进化涉及新的遗传机制,特别是与代谢重塑相关的机制。我们观察到耐药性从一种由代谢通路中甲基化驱动的快速、可逆机制,转变为一种涉及关键代谢基因突变的缓慢、稳定机制。这两种机制共同促成了细菌代谢从糖酵解向快速糖异生的转变。
此外,我们发现环境温度升高加速了这一进化过程,增加了代谢基因突变的发生率,尽管这在物种间适应性上存在权衡。这些发现突破了传统耐药机制的认知,提出了一个更广泛的代谢驱动机制,尤其是在刺激性亚抑菌浓度抗生素和气候变化背景下。
EMBO Molecular Medicine

01 De novo pyrimidine synthesis is a collateral metabolic vulnerability in NF2-deficient mesothelioma
嘧啶从头合成是NF2缺陷间皮瘤的一个附带代谢弱点
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胸膜间皮瘤 (PM) 是最致命的癌症之一,由于其基因组难以治疗,治疗选择有限。PM 的特征是抑癌基因 (TSG) 功能失活和肿瘤高度异质性,包括多种代谢适应性改变。然而,这些代谢改变背后的分子机制仍不清楚,尤其是 TSG 失活如何重塑肿瘤代谢,从而驱动肿瘤发生并产生代谢依赖性。
从机制上讲,NF2 缺失会激活 Hippo 信号通路中下游的原癌基因转录共激活因子 YAP,进而上调嘧啶从头生物合成途径中的关键酶 CAD 和 DHODH。本研究结果为PM中的代谢重编程提供了新的见解,揭示了嘧啶从头合成是NF2缺陷型肿瘤中合成致死的弱点。这项研究揭示了一种通过代谢干预靶向NF2缺陷型间皮瘤的潜在治疗策略。
02 A protein-based classifier for differentiating follicular thyroid adenoma and carcinoma
蛋白分类器助力甲状腺滤泡肿瘤鉴别诊断
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甲状腺结节的临床诊断中存在一个关键难题——滤泡状甲状腺腺瘤(FTA)与滤泡状甲状腺癌(FTC)的鉴别诊断。二者在病理组织学上极为相似,仅凭术后组织切片的包膜或血管侵犯的存在才能区分,这使得术前基于细胞学或影像学的诊断几乎无法实现。因此,临床上常需依赖术后病理检查来进行确诊,这不仅增加了患者的手术风险,也造成了资源浪费。
为突破这一瓶颈,研究团队转向蛋白质组学分析,通过TMT定量策略鉴定并量化了超过10,000种蛋白质,筛选出187个差异表达蛋白(DEPs)。随后,优化了XGBoost模型参数和蛋白质特征组合。最终模型从中筛选出24个具有高区分力的蛋白,构建蛋白质分类器。该模型在训练集中的AUROC为0.899,显著优于基因模型。
03 Targeting HPK1 inhibits neutrophil responses to mitigate post-stroke lung and cerebral injuries
靶向HPK1可抑制中性粒细胞反应,缓解中风后肺部和脑部损伤
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循环中的中性粒细胞在急性缺血性脑卒中(AIS)后会导致神经功能障碍和呼吸系统并发症。然而,调控中性粒细胞反应的分子机制及其病理意义尚不清楚。本研究探讨了造血祖细胞激酶1(HPK1)在中性粒细胞激活和动员中的作用,以及其对中风后肺部和脑部损伤的影响。HPK1通过增强NF-κB/STAT3/p38-MAPK信号通路和gasdermin D裂解,导致中性粒细胞过度激活。HPK1促进AIS后CXCR2^高表达的骨髓中性粒细胞的动员。HPK1的缺失或药物抑制可减少中性粒细胞的激活、浸润和NETs形成,缓解系统性炎症,并改善小鼠的肺部和神经功能。这些发现表明HPK1是缓解中风后并发症的潜在治疗靶点。
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