脂肪代谢追踪新技术

据《自然—方法学》报道，德国波恩大学LIMES研究所的研究人员研发了一种能以目前最高的灵敏度监测单个细胞脂肪代谢的新技术，该技术有广泛的应用前景，比如最大程度地减少新药对脂肪代谢的副作用。

科学家一直在寻找一种有效的方法来跟踪脂肪吸收、体内新陈代谢、排泄的整条路径。以往使用放射性物质、荧光染料或H2（氘）的重同位素来标记脂肪，但是标记化合物无法与未标记化合物完全区分，这种方法只能用于追踪少量标记的主要化合物，并且需要耗费大量的标记材料。

研究者示范了这种方法在小鼠体内追踪脂肪代谢过程。他们向小鼠肝细胞注入脂肪酸，这些脂肪酸带有一个额外的三键，即所谓的炔烃基团。随后，代谢产物与特殊的报告分子结合。当在质谱仪中测量化合物的重量时，这些化合物与气体分子发生碰撞，它们会分解成特定物质，这些物质发出非常强烈的信号。

这种方法使被标记的脂质清晰可见，测量灵敏度比传统方法高约1000倍，而且过程非常迅速，只需几分钟。实际上有大约100种不同的标记脂质可同时进入单个肝细胞，以详细检查正常的代谢途径和病理学差异。（吴晓燕）

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https://doi.org/10.1038/s41592-019-0593-6

科学家实现合成微生物群落即时“通讯”

美国莱斯大学的合成生物学家设计了一套转录回路，把这些转录回路添加到单细胞微生物基因组中，能让这些微生物迅速形成一个局部相互作用的网络，并产生集体行动，即使在大型群落中也能实现即时“通讯”。 近日，相关研究成果发表于《自然—化学生物学》。这项研究有利于创造能管理肠道微生物组的工程微生物，或者能进行生物通讯和信息交流的工程微生物。

合成微生物群比合成单个微生物更具优势，因为它们可以在菌株间分配生化物质和调节任务。然而，由于化学信号分子传递受到扩散限制，因此很难在扩展空间的联合群体中协调基因的表达。

研究者首先分析了在小菌落中产生相干振荡（产生显著相互干涉）的双菌种合成微生物群落的动力学。在大的群落中，研究者发现，整个种群的时间协调振荡依赖于一个内在的正反馈回路的存在，它可以放大和传播细胞间的信号。通过模拟细胞内的正反馈回路，研究者发现合成的多细胞系统可以实现协调的基因表达。

该研究证明通过特定的转录回路，即使基因表达的空间范围远大于信号分子的扩散距离，也可以实现基因表达的时空协调。

（吴晓燕）

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https://doi.org/10.1038/s41589-019-0372-9

湿/干循环促成早期地球RNA合成

由德国、英国和日本组成的国际研究团队提出了一种新理论来解释早期地球上RNA如何起源。近日，他们在发表于《科学》的论文中描述了一系列合理事件，这些事件可能导致RNA构成单元的自然合成。

大多数研究生命起源的科学家都同意RNA的出现很可能是地球上所有生命的开始，但关于RNA是如何产生的还存在争议。大多数理论都注意到RNA是由嘌呤核苷和嘧啶核苷组成的，两者也是细胞复制传递信息的重要部件。理论上，嘌呤核苷和嘧啶核苷必须同时存在并以正确的方式组合才能形成正确的RNA，而目前大部分理论都无法解释它们如何以正确的方式共存。

此次，研究者提出，生命起源前的地球上存在着嘌呤核苷和嘧啶核苷的前体分子，两者都与核糖混合在一起并暴露于湿度水平上升和下降的湿/干循环中。温度较高时，液态反应物溶液蒸发聚合成高度浓缩的物质，这样促使它们一起发挥作用以产生RNA。研究者认为，添加诸如铁和硫化氢之类的试剂，可能已提供了使这些前体分子成为核苷前体的方法（诱导它们重排，导致胞嘧啶核苷产生），然后成为嘌呤核苷和嘧啶核苷，它们不仅可以共存，而且可以构建RNA。与涉及陨石撞击或火山爆炸的理论不同，湿/干循环可以在所有裸露的土地上定期发生，这就使得假设过程显得更加合理。（吴晓燕）

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https://doi.org/10.1126/science.aax2747