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3月Nature推荐中国学者生命科学研究

2018-12-03 14:37:25来源:励志吧0次阅读

3月Nature推荐中国学者生命科学研究亮点

生物通报道:跨入新年以来,中国科研学者们在生命科学领域捷报频传,不断取得突破性研究成果。近期来自的清华大学施一公课题组、中科院动物所李峰课题组及上海生命科学研究院孙兵课题组先后将研究成果发表在Nature杂志及其子刊上,被Nature杂志亚洲站点评选为3月重点推荐的亮点(Highlights)文章。

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Zhang, P., Wang, J. Shi, Y. Structure and mechanism of the S component of a bacterial ECF transporter. Nature 468, 717–720 (2010).

来自清华大学生科院,医学院,普林斯顿大学Lewis Thomas实验室等处的研究人员报道了一种重要的转运因子的蛋白结构,这一结构由6个跨膜区域以之前未见报道的新折叠形式出现,这对于了解核黄素(维生素 B2)的运输,以及进一步拓展生物学结构具有重要意义。

近期研究发现了一类重要的蛋白:能量耦合因子(energy-coupling factor,ECF)转运蛋白,这类蛋白是一些微量营养元素的运输因子,负责原核生物的维生素摄入运输。每个ECF转运因子都包含一种嵌入细胞膜,能结合底物的蛋白结构:S组件,这一结构是能量耦合的关键部件,由两个ATP结合蛋白和一个跨膜蛋白组成。然而目前这一结构的具体构架,以及运输机制并不清楚。

在这篇文章中,研究人员确定了金黄葡萄球菌核黄素转运因子的S组件,即RibU的X-射线晶体结构,这一分辨率为3.6-的结构显示,RibU包含了6个跨膜区域,这6个区域以一种之前未见报道的方式折叠(如下图),其中核黄素是绑定在L1环和几个跨膜片段的周质部分上的。这种“膜嵌入基质结合域”结构揭示了一种保守的蛋白结构特征,也说明了ECF转运因子的运输机制。

Wang, J. X. et al. miR-499 regulates mitochondrial dynamics by targeting calcineurin and dynamin-related protein-1. Nature Med. 17, 71–79 (2011).

中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室的研究人员在研究中检测了一种miRNA: miR-499对于条件诱导的心肌梗塞严重程度及心肌细胞凋亡的影响,并揭示了miR-499在心肌细胞中的调控机制。这将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要推动作用。这一研究成果发表在国际着名杂志《自然医学》(Nature medicine)上。

目前对miRNA功能的理解主要依赖于其在组织特异性或者发育阶段特异性表达,以及其进化保守性方面,因此主要受限在发育调控和癌症形成的研究。在这篇的文章中,研究人员检测了心肌缺血和心肌缺氧时小鼠心肌细胞中的miR-499水平,证实miR-499水平与细胞凋亡及心肌梗塞程度密切相关。研究人员还利用转基因小鼠证实miR-49可抑制条件诱导的心肌细胞凋亡和心肌梗塞。

在进一步的实验中研究人员发现钙调磷酸酶催化亚基(CnA)的两种亚型CnAα and CnAβ均为 miR-49的直接作用靶点。miR-49通过抑制钙调磷酸酶介导的Drp1蛋白去磷酸化作用,减少线粒体中Drp1积聚,抑制Drp1介导的线粒体分裂程序激活,从而保护心肌细胞免于凋亡。此外研究人员还证实p53可在转录水平上对miR-49进行负调控。

新研究通过大量离体、在体动物实验验证了miR-49水平对于心肌梗塞及心肌细胞凋亡的影响,揭示了miR-49对线粒体分裂机制关键调控作用。此外该项研究还将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要的推动作用。

Li, Z. et al. ECM1 controls TH2 cell egress from lymph nodes through re-expression of S1P1. Nature Immunol. 12, 178–185 (2011).

近期《自然.免疫》(Nature Immunology)杂志络版刊登了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所孙兵研究组的研究成果。Th2细胞是一种重要的辅助性T细胞亚群,其在抗寄生虫感染,诱导系统性红斑狼疮,过敏性疾病及哮喘等疾病中发挥关键性作用。孙兵研究组从Th2细胞中寻找到一种新的功能性细胞外基质蛋白(Extracellular Matrix protein 1:ECM1),ECM1可以调控Th2细胞表面趋化因子受体S1P1的表达,进而选择性地控制Th2细胞从淋巴结中向外周炎症灶迁移。这一发现为我们深入了解Th2细胞的迁移调控和过敏性疾病的发生进程有重要的科学意义。

幼稚T细胞在淋巴结中被抗原递呈细胞活化,分化成熟为不同的效应性T细胞。这些细胞将迁移至病灶部位发挥功能。T细胞的迁移在时间和空间上被精确调节。在这调节过程中,趋化因子受体S1P1在T细胞的表达调控,对细胞的迁移发挥着重要作用,但其调控机制有待澄清。通过研究Th2细胞介导的小鼠过敏性哮喘模型,孙兵研究组的李振虎和张渊博士发现ECM1在Th2细胞中被高表达。利用ECM1基因敲除技术在过敏性哮喘小鼠模型中证明ECM1的缺失会导致哮喘疾病症状的减轻。ECM1的缺失会使Th2细胞停留在淋巴结中,而在Th1细胞中不存在这种现象。研究机制表明:在Th2细胞活化的晚期,其所分泌ECM1分子与Th2细胞表面的白介素2受体的β亚基相互作用,进而抑制IL-2介导的STAT5磷酸化,从而解除对转录调控因子klf2的抑制作用,促进S1P1的表达,并终促进T细胞的迁移。这些发现有助于我们更好的理解Th2细胞的迁移和其所介导的免疫性疾病的关系。新研究工作提示,ECM1有可能作为过敏性哮喘治疗的药物靶标。

(生物通:何嫱)

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