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亮點推薦：中國學(xué)者Nature,、Nature子刊多篇文章
閱讀：440 發(fā)布時間：2011-4-9來自清華大學(xué)生科院，醫(yī)學(xué)院,，普林斯頓大學(xué)Lewis Thomas實驗室等處的研究人員報道了一種重要的轉(zhuǎn)運因子的蛋白結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)由6個跨膜區(qū)域以之前未見報道的新折疊形式出現(xiàn),，這對于了解核黃素（維生素 B2）的運輸,，以及進一步拓展生物學(xué)結(jié)構(gòu)具有重要意義。
近期研究發(fā)現(xiàn)了一類重要的蛋白：能量耦合因子（energy-coupling factor,，ECF）轉(zhuǎn)運蛋白,，這類蛋白是一些微量營養(yǎng)元素的運輸因子，負責(zé)原核生物的維生素攝入運輸,。每個ECF轉(zhuǎn)運因子都包含一種嵌入細胞膜,，能結(jié)合底物的蛋白結(jié)構(gòu)：S組件，這一結(jié)構(gòu)是能量耦合的關(guān)鍵部件,，由兩個ATP結(jié)合蛋白和一個跨膜蛋白組成,。然而目前這一結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)架，以及運輸機制并不清楚,。
在這篇文章中,，研究人員確定了金黃葡萄球菌核黃素轉(zhuǎn)運因子的S組件，即RibU的X-射線晶體結(jié)構(gòu),，這一分辨率為3.6-Å的結(jié)構(gòu)顯示,，RibU包含了6個跨膜區(qū)域,，這6個區(qū)域以一種之前未見報道的方式折疊（如下圖），其中核黃素是綁定在L1環(huán)和幾個跨膜片段的周質(zhì)部分上的,。這種“膜嵌入基質(zhì)結(jié)合域”結(jié)構(gòu)揭示了一種保守的蛋白結(jié)構(gòu)特征,，也說明了ECF轉(zhuǎn)運因子的運輸機制。
Wang, J. X. et al. miR-499 regulates mitochondrial dynamics by targeting calcineurin and dynamin-related protein-1. Nature Med. 17, 71–79 （2011）.
中科院動物研究所生物膜與膜生物工程國家重點實驗室的研究人員在研究中檢測了一種miRNA: miR-499對于條件誘導(dǎo)的心肌梗塞嚴重程度及心肌細胞凋亡的影響,，并揭示了miR-499在心肌細胞中的調(diào)控機制,。這將對心臟疾病的預(yù)防、治療以及生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要推動作用,。
前對miRNA功能的理解主要依賴于其在組織特異性或者發(fā)育階段特異性表達,，以及其進化保守性方面，因此主要受限在發(fā)育調(diào)控和癌癥形成的研究,。在這篇的文章中,，研究人員檢測了心肌缺血和心肌缺氧時小鼠心肌細胞中的miR-499水平，證實miR-499水平與細胞凋亡及心肌梗塞程度密切相關(guān),。研究人員還利用轉(zhuǎn)基因小鼠證實miR-49可抑制條件誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡和心肌梗塞,。
在進一步的實驗中研究人員發(fā)現(xiàn)鈣調(diào)磷酸酶催化亞基（CnA）的兩種亞型CnAα and CnAβ均為 miR-49的直接作用靶點。miR-49通過抑制鈣調(diào)磷酸酶介導(dǎo)的Drp1蛋白去磷酸化作用,，減少線粒體中Drp1積聚,，抑制Drp1介導(dǎo)的線粒體分裂程序激活，從而保護心肌細胞免于凋亡,。此外研究人員還證實p53可在轉(zhuǎn)錄水平上對miR-49進行負調(diào)控,。
新研究通過大量離體、在體動物實驗驗證了miR-49水平對于心肌梗塞及心肌細胞凋亡的影響,，揭示了miR-49對線粒體分裂機制關(guān)鍵調(diào)控作用,。此外該項研究還將對心臟疾病的預(yù)防、治療以及生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的推動作用,。
Zhang, Q. et al. Radical-mediated enzymatic carbon chain fragmentation-recombination. Nature Chem. Biol. doi:10.1038/nchembio.512 （2010）.
研究人員發(fā)現(xiàn)了一個S-腺苷甲硫氨酸（SAM）依賴的新型酶蛋白NosL,，以自由基介導(dǎo)的方式獨立負責(zé)了3-甲基-2-吲哚酸（MIA）的合成，這一復(fù)雜的轉(zhuǎn)化包含了不同尋常的“片段化重組”（Fragmentation-Recombination）過程,。在體內(nèi)和體外研究相結(jié)合的實驗基礎(chǔ)上,，研究人員對NosL蛋白及其催化的反應(yīng)進行了包括各種譜學(xué)手段在內(nèi)的鑒定和表征，確定了相應(yīng)的底物,、產(chǎn)物（包括部分副產(chǎn)物和中間產(chǎn)物）和輔助因子,，分析了C2-C3鍵斷裂的模式，并推導(dǎo)了NosL的酶學(xué)機制,。
Li, Z. et al. ECM1 controls TH2 cell egress from lymph nodes through re-expression of S1P1. Nature Immunol. 12, 178–185 （2011）.
Nature Immunology雜志網(wǎng)絡(luò)版刊登了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所孫兵研究組的研究成果,。Th2細胞是一種重要的輔助性T細胞亞群，其在抗寄生蟲感染,，誘導(dǎo)系統(tǒng)性紅斑狼瘡,，過敏性疾病及哮喘等疾病中發(fā)揮關(guān)鍵性作用,。孫兵研究組從Th2細胞中尋找到一種新的功能性細胞外基質(zhì)蛋白（Extracellular Matrix protein 1:ECM1），ECM1可以調(diào)控Th2細胞表面趨化因子受體S1P1的表達,，進而選擇性地控制Th2細胞從淋巴結(jié)中向外周炎癥灶遷移,。這一發(fā)現(xiàn)為我們深入了解Th2細胞的遷移調(diào)控和過敏性疾病的發(fā)生進程有重要的科學(xué)意義。
幼稚T細胞在淋巴結(jié)中被抗原遞呈細胞活化,，分化成熟為不同的效應(yīng)性T細胞,。這些細胞將遷移至病灶部位發(fā)揮功能。T細胞的遷移在時間和空間上被調(diào)節(jié),。在這調(diào)節(jié)過程中,，趨化因子受體S1P1在T細胞的表達調(diào)控，對細胞的遷移發(fā)揮著重要作用,，但其調(diào)控機制有待澄清,。
通過研究Th2細胞介導(dǎo)的小鼠過敏性哮喘模型，孫兵研究組的李振虎和張淵博士發(fā)現(xiàn)ECM1在Th2細胞中被高表達,。利用ECM1基因敲除技術(shù)在過敏性哮喘小鼠模型中證明ECM1的缺失會導(dǎo)致哮喘疾病癥狀的減輕,。ECM1的缺失會使Th2細胞停留在淋巴結(jié)中，而在Th1細胞中不存在這種現(xiàn)象,。研究機制表明：在Th2細胞活化的晚期,，其所分泌ECM1分子與Th2細胞表面的白介素2受體的β亞基相互作用，進而抑制IL-2介導(dǎo)的STAT5磷酸化,，從而解除對轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子klf2的抑制作用,，促進S1P1的表達，并zui終促進T細胞的遷移,。這些發(fā)現(xiàn)有助于我們更好的理解Th2細胞的遷移和其所介導(dǎo)的免疫性疾病的關(guān)系,。新研究工作提示，ECM1有可能作為過敏性哮喘治療的藥物靶標(biāo),。
Lam, H. M. et al. Resequencing of 31 wild and c*ted soybean genomes identifies patterns of genetic diversity and selection. Nature Genet. 42, 1053–1059 （2010）.
來自香港中文大學(xué)生科院，及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室,，深圳華大基因,，丹麥哥本哈根大學(xué)等處的研究人員破解31個野生和培植大豆品種的全基因組密碼，揭示兩者在基因組上的差異,，這將有助于了解農(nóng)業(yè)行為對大豆生物多樣性的影響,。這一研究成果公布在Nature Genetics雜志的封面上。
大豆是中國和亞洲地區(qū)的重要傳統(tǒng)作物,，蘊含豐富營養(yǎng)價值,，是提供食糧和飼料的重要經(jīng)濟作物。雖然大豆起源于中國,，但國內(nèi)的大豆生產(chǎn)只及需求的三分之一,，令中國成為zui大的大豆進口國,，每年耗資數(shù)十億美元購買大豆，進口總額為大豆總出口量的一半,。
這項研究是全由中國科學(xué)家在大豆的故鄉(xiāng)——中國完成的一項大型大豆基因組課題,，突破了先進國家在大豆研究的壟斷，這項“大豆回家”項目主要是通過生物信息學(xué)解讀大豆基因組數(shù)據(jù),，發(fā)現(xiàn)培植大豆在人類長期篩選的影響下,，呈現(xiàn)狹窄的生物多樣性，對可持續(xù)種植帶來負面影響,。
在這篇文章中,，研究人員運用新一代測序技術(shù)對17株野生大豆和14株栽培大豆進行了全基因組重測序，利用SOAP軟件v2.18比對到大豆的參考基因組上,，總共發(fā)現(xiàn)了630多萬個單核甘酸多態(tài)性位點（SNPs）,，建立了高密度的分子標(biāo)記圖譜。同時通過SOAPdenovo軟件分別對野生大豆和栽培大豆進行組裝,，從而鑒定出了18萬多個兩種大豆中獲得和缺失變異（PAVs）,，得到了在栽培大豆中獲得及丟失的基因。
這項研究獲得的基因數(shù)據(jù)揭示了大豆基因組在馴化過程中發(fā)生的變化,。通過比較野生大豆和培植大豆的基因組差異,，為尋回在人工篩選中流失的重要基因打下基礎(chǔ)。
大豆基因組不同于其它農(nóng)作物植物的特點在于,，大豆存在較高程度的基因連鎖不平衡和較高比例的單核甘酸非同義替換/同義替換比例,。該項發(fā)現(xiàn)表明，在大豆育種方面,，分子標(biāo)記育種比基因圖位克隆可能會擁有更多的優(yōu)勢,。大量的基因組數(shù)據(jù)有助世界其他大豆科學(xué)家進行更深入和高通量的研究。有關(guān)研究同時為育種家提供育種相關(guān)的重要科學(xué)信息,，說明由于大豆基因組的重組交換率極低,，分子標(biāo)記輔助育種的應(yīng)用有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>