2024年，洛克菲勒大学的科学家们揭示了记忆和免疫逃避的奥秘。他们解析了癌症如何侵入人体、维生素A如何影响伤口愈合以及进食冲动是如何由三个神经元驱动的。神经科学、CRISPR技术及干细胞生物学领域的突破性发现反映了生物医学领域在这一年取得的巨大进展。以下是2024年洛克菲勒大学的一些引人注目的发现。
维生素A的愈合作用
研究表明，维生素A在伤口修复中扮演着意想不到的角色：毛囊干细胞通过视黄酸（维生素A的活性形式）介导的方式参与了这一过程。来自Elaine Fuchs实验室的一项研究发现，在这个过程中，干细胞进入了一种暂时的可塑状态，表现出多种细胞类型的特征。由于这种可塑性的不受控制版本存在于某些癌症干细胞中，因此这项发现暗示视黄醇类化合物可能在抑制癌症中发挥作用。
“这之前并没有引起注意，”Fuchs说。“这是一个令人兴奋的新领域。”
记忆的隐藏建筑师
Robert B. Darnell的实验室开发了一种工具，使神经科学更接近于理解被称为树突翻译的现象——这是理解记忆形成的关键。“树突翻译是一系列协调的神经活动，涉及神经元细胞体投射出的棘状分支内的局部蛋白质生产增加，这些分支在突触处接收来自其他神经元的信号。”Darnell说，“这是一个对记忆至关重要的过程，其功能障碍与智力障碍有关。”
利用他们开发的新平台，Darnell的团队识别出几种以前未知的调节机制，这些机制驱动树突翻译。这项工作“定义了一个全新的生化途径，它与我们已知的记忆和学习机制相吻合、互补，并极大地扩展了我们的知识，”Darnell说。
自闭症的缺失环节
自闭症谱系障碍与70多个基因有关，Mary E. Hatten的实验室长期以来一直关注ASTN2基因与自闭症儿童小脑变化之间的联系，以及其他神经发育疾病。今年，Hatten的实验室进一步研究发现，敲除小鼠的ASTN2基因会导致典型的自闭症样行为，包括减少发声、社交互动减少、多动和重复动作。
“这是神经科学领域的一个重大发现，”Hatten说，“我们非常兴奋能够详细展示ASTN2的作用，但还有更多基因需要研究。”
癌症转移的意外起源
Tavazoie实验室的两项引人注目的研究挑战了关于癌症转移的传统观点。今年早些时候，该实验室证明感觉神经元在促进乳腺癌的生长和扩散中起直接作用，首次提供了周围神经释放信号增强转移的证据。
最近，Tavazoie的团队首次证明，乳腺癌转移部分可能是一种遗传性疾病，由大约70%的白人女性常见的一个遗传基因变异驱动。科学家们指出，这一发现并不令人恐慌——该变异并不会增加患癌风险，但可能会使转移结果的风险增加2%到22%——但它可能为治疗开辟新的途径。
“我们一直关注癌细胞，即‘种子’，而忽略了生殖细胞，即‘土壤’，”Tavazoie解释道。“现在很明显，关注‘土壤’至关重要。”
CRISPR的新技巧
CRISPR-Cas9因其能够优雅精确地剪切任何所需的DNA片段而常被比喻为一种基因剪刀。现在，得益于Luciano Marraffini实验室的工作，我们知道某些CRISPR系统还像分子熏蒸剂一样运作：在与MSKCC的合作中，该团队发现了一种CRISPR系统，该系统在响应入侵噬菌体或质粒时会产生大量有毒分子，从而关闭受感染细胞，防止感染在细菌群体中蔓延。
“这是一种全新的CRISPR化学反应，”Marraffini实验室的研究生Christian Baca说。该团队设想他们的发现可能应用于感染诊断工具，但这也暗示了更多可能性。“这是更多的证据表明CRISPR系统拥有多种免疫策略。”
端粒的平衡术
端粒是染色体末端的保护帽，必须保持适当的长度：太短会加速危险的老化，太长则会增加癌症风险。精确调控至关重要，Titia de Lange的实验室最近发表的工作彻底改变了我们对端粒生物学的理解。
de Lange的团队发现，两种酶协同工作以确保端粒的正常维护。科学家们已经知道端粒酶有助于防止端粒在每次复制过程中变短。但每个DNA双螺旋有两条链需要复制，而端粒酶只能处理一条链。她的团队展示了另一种酶——CST-Polα-引物复合物——如何管理另一条链。
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