光阴荏苒，科学在路上。
2023-2024年度，世界顶尖科学家协会（WLA）的科学家们孜孜以求，在各自领域持续深耕，始终处于研究前沿，引领重大基础或应用突破。
由WLA智库研究部整理出品，世界顶尖科学家论坛公众号将从今天起分“生命科学与医学”、“化学合成与材料”、“能源科学与生物多样性”三篇，介绍WLA顶尖科学家在2023年的重大研究突破。
目前虽已有各种治疗手段为广大癌症患者带来福音，但癌症依然是当今尚未彻底攻克的重大疾病。在今天推送的生命科学与医学篇中，将介绍多位科学家在癌症研究领域的最新发现。
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首次在分子水平上确定了RNA对PRC2的调节机制，助力开发癌症新疗法
PRC2由多种蛋白质组成，是一种表观遗传基因沉默的酶复合体，对细胞分化至关重要。据研究，PRC2对G4 RNA具有结合偏好。然而，对于RNA调节PRC2的机制尚不清楚。
1989年诺奖得主Thomas Cech领导其研究团队合成了PRC2和G4 RNA，并使用冷冻电镜以3.2Å的高分辨率成像，首次拍摄了PRC2和RNA的结合情况。研究团队发现，G4 RNA通过结合两个PRC并介导PRC2的二聚化，使之无法与DNA相互作用并确保PRC2只作用于基因组的某些区域。
该研究揭示了G4 RNA如何帮助PRC2打开和关闭基因表达，有助于揭示肿瘤的发展过程和开发新一代基于RNA的癌症新疗法。
Reference:https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh0059
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最新研究揭示精氨酸在肿瘤细胞重编程和生长中的作用有望改善肝癌诊疗
肝癌是全球第三大癌症致死原因，早期诊断和适当的治疗策略是改善肝癌治疗的关键。而越来越多的证据表明，癌症是一种代谢性疾病，即当细胞重编其新陈代谢产生异常增殖时，癌症就会出现。
巴塞尔大学Michael Hall研究团队通过深入探索小鼠和患者肝癌细胞的代谢变化，发现精氨酸水平升高，肿瘤细胞通过增加精氨酸的摄取和抑制其消耗来积累高水平的精氨酸。他们还发现了精氨酸在肿瘤生长中的作用，高浓度的精氨酸与特定因子结合，触发代谢重编程，通过调节代谢基因的表达促进肿瘤生长。
这项研究为改善肝癌的早期诊断与治疗提供了新的途径。如精氨酸水平升高，可能作为早期检测癌症的生物标志物，或是以特定的精氨酸结合因子为标靶作为治疗方案。
Reference:https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(23)01032-2.pdf
值得一提的是，Hall教授在2023年世界顶尖科学家论坛上也介绍了该最新研究成果（生命科学大会-癌症研究变革）。
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“类器官之父”再获突破，提供新型肠道类器官筛选平台与大脑体外模型
2013年生命科学突破奖获得者、荷兰Hubrecht研究所的Hans Clevers等人通过培育出首个肠道类器官开创了类器官研究的时代，为医学与新药研发带来了强大的工具。
2023年10月26日，Hans Clevers团队将类器官技术与高通量CRISPR基因筛选技术结合，建立了一个跨越人类肠道类器官中全部转录因子的CRISPR筛选平台，对调控肠内分泌细胞（EEC）分化的转录因子进行了无偏倚筛选，并发现ZNF800是一个全新的抑制EEC分化的转录因子。
该研究展示了将人类器官用于CRISPR功能性筛选，将有助于测试和开发治疗多种疾病的新药物，以及更好地了解疾病生物学。
2024年1月，Hans Clevers团队成功从人类胎儿的脑组织中开发出了大脑类器官，建立了一种研究大脑发育的具有扩张性的新型模型，实现类器官领域的又一重大突破。
人类的大脑及其发育具有独特的特征，迄今为止，大脑类器官只能从多能干细胞中建立出来，将这些显著的内源性大脑特征转化为长期扩展的3D体外模型尚未完成。最新研究建立了健康胎儿大脑类器官的体外自我组装（FeBOs）系统，并维持其组织完整性，从而确保产生类似组织的细胞外基质（ECM）龛，最终实现FeBO的扩展。此类模型为研究大脑发育提供了新的方法，为研究与大脑发育有关的疾病的发展和治疗提供了新的途径，包括脑肿瘤等。
Reference:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21889923/
https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.adi2246
https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.12.012
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人类常见病毒可能致癌？新研究揭示其内在联系
EBV（爱泼斯坦-巴尔病毒）是一种广泛分布的人类病毒，全球超过90%的人口曾感染过。近年来，一些研究显示，长期潜伏的EBV病毒与一些慢性炎症和多种癌症有关，而EBV致癌的详细机制却未见报道。
2018年生命科学突破奖获得者、加州大学圣地亚哥分校的Don Cleveland团队通过研究，首次揭示了EBV的致癌机理：EBV编码的EBNA1蛋白通过结合染色体11上的脆弱位点，诱发染色体断裂，可能导致癌症的发生。
每个人的基因组都包含一些容易发生突变、断裂或缺口的脆弱位点，从而导致遗传疾病或癌症的发生。这一研究首次证明了EBV如何选择性地诱导DNA脆弱位点的切割，进一步探索了EBV与癌症之间的关联，为癌症的治疗和预防带来新的思路。
Reference:https://www.nature.com/articles/s41586-023-05923-x
此外，Cleveland教授在2023年世界顶尖科学家论坛上发表演讲，详细介绍相关研究成果（生命科学大会-癌症研究变革）。
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科学撰稿： 羽 佳
编 辑：秣 马
佳 莹
责 编：小 文