医学进展小萃 | DNA存储；衰老研究；光合作用的进化

✤ 蓝藻研究帮助解开光合作用进化之谜

澳大利亚昆士兰大学的Soo等研究人员发现，蓝藻的祖先并无光合作用机制，是在进化后期才获得光合作用基因的，之后继续进化拥有了有氧呼吸能力。

目前至少存在3种蓝藻细菌：产氧光菌（Oxyphotobacteria）、黑水仙菌（Melainabacteria）和ML635J-21分化支。研究人员报道了41种未经培养、与光合作用的蓝藻（产氧光菌）相关的微生物，包括黑水仙菌门的成员，以及一种新类别的蓝藻细菌（Sericytochromatia）。所有黑水仙菌门和Sericytochromatia的成员都缺少光合作用机制，这一结果暗示光营养并不是蓝菌门的祖传特征，而且产氧光菌在蓝藻进化的相对后期才获得光合作用的基因。研究人员发现，上述三种蓝藻均独立地获得有氧呼吸复合体，这一结果支持了之前的假设：认为有氧呼吸进化是发生在生氧光合作用之后的。

Science 2017;355:1436-1440

✤ 让DNA作为数据存储介质成为现实

美国纽约基因组研究中心的Yaniv Erlich等人探索了DNA喷泉结构作为存储数据信息的可能，以及最大的存储能力。

研究人员报道了一种可行的存储策略，称之为DNA喷泉（DNA Fountain），该策略是高度稳健的（针对数据损坏），并且接近每个核苷酸的信息容量。使用上述存储策略，研究人员可以将一整台电脑操作系统、电影及其他文件（多达2.14 × 10^6字节的信息）存储于DNA的寡核苷酸中，还完美地从一个相当于iIIumia测序的单一tile（每一次测序荧光扫描的最小单位）的测序覆盖度中恢复了信息。研究人员还进行了一项测试：使用原始的DNA样品恢复了2.18 × 10^15 次，并能完美地解码出数据信息。最后，研究人员发现在每克DNA存储215千兆兆字节的存储密度的情况下，仍能获得完美地恢复信息。

Science 2017;355:950-954

✤ cGAS-STING通路：放大衰老

衰老细胞会出现永久性细胞周期阻滞，并且分泌炎性因子，这一现象被称为衰老相关分泌表型（SASP）。英国牛津大学的Ablasser等人发现，DNA感受通路cGAS-STING可调控SASP因子的生成，促进衰老。在培养基中，如果小鼠胚胎成纤维细胞出现cGAS或STING缺陷，则该细胞不会经历增殖抑制，并生成更少的IL-6和TNF细胞因子及更少的CXCL10趋化因子。这一缺陷可被来自野生型衰老细胞的条件培养基或重组干扰素β“拯救”。在辐照或用致癌性转座子刺激后，cGAS和STING缺陷的小鼠体内显示出更少的SASP因子上调，SASP因子包括IL-6、CXCL10、Cdkn2a和p21。因为SASP在衰老发生过程中是一个晚期事件，所以cGAS-STING通路在衰老中的细胞中可能放大了炎症。该通路或许可作为新的药物靶标，用于治疗衰老相关疾病。

Nat Cell Biol 2017;19:1061-1070