生物通综合:在过去的一个月里,生命科学领域的几名华裔研究人员在世界权威杂志上发表了几片值得关注的重要研究论文。
李晓玲等人《细胞》子刊发表最新研究成果
美国麻省理工(MIT)的研究人员发现了一个被认为有助于长寿的基因与清除身体的胆固醇途径之间的一种联系。这些发现将可能帮助研究人员开发出能降低与高胆固醇有关的疾病(包括动脉硬化和阿尔茨海默症)的风险。
该研究的对象是一个叫做SIRT1的基因。研究人员发现这种基因能够通过激活一个通过HDL(高密度脂蛋白)将胆固醇排出体外的分子途径。SIRT1是胆固醇流出物的一种重要的介导因子。这项新研究的结果发表在10月12日的《细胞》子刊《Molecular Cell》中。该文章的第一作者是华裔学者李晓玲(Xiaoling Li,音译),通讯作者为Leonard Guarente。
研究人员指出,能够提升SIRT1功能的药物可能降低与胆固醇有关的疾病风险。已经证实红酒中发现的多酚能够促进SIRT1的活性,因此新药或许能够以这种物质为基础。但是,红酒中这种物质的含量却不足以对胆固醇水平产生明显影响。
在最初的研究中,该研究组证实在极端的卡路里抑制情况下SIRT1水平很高,但是这种方法对大多数人来说不合适。
SIRT1是SIR2的哺乳动物同源物。SIR2基因被证实能缓解酵母和线虫的衰老。研究人员想知道SIRT1是否也有类似的作用。
在MIT的这项新研究中,研究人员发现小鼠中SIRT1水平低会导致巨噬细胞等细胞中发生胆固醇的累积,这是因为一种叫做LXR(liver X receptor)的蛋白质活性的降低。
徐金荣教授最新《科学》杂志文章
对一种真菌的基因组测序研究或许能够回答一种病原物为什么能够成为病原物。这种真菌能导致最严重的谷物疾病,并且还能产生可能对人和家畜有生命威胁的毒素。
这种真菌(禾谷镰孢菌,Fusarium graminearum)对小麦和大麦的破坏尤为严重,过去10年在美国造成大约100亿美元的损失。测序了这种真菌基因的研究人员表示,这个基因组将会帮助他们发现到底是什么使得这种特殊的病原物如何有害、是什么起到了散播这种真菌的过程以及为什么不同的真菌攻击特定的作物。
普渡大学的华裔教授徐金荣表示,这些研究还可能有助于研究人员创造出可以完全抵抗这种真菌的作物。徐教授目前正在确定哪些基因使得禾谷镰孢菌引发麦类赤霉病。
在最新一期的《科学》杂志上,徐教授和他所率领的国际科学家研究组报道说,这种真菌中的特定染色体区域似乎决定了植物和真菌分子相互作用,这种相互作用使这种真菌能够侵染作物并导致疾病的发生。
徐教授领导的研究组定位了这种真菌染色体上的所有基因,然后鉴定出基因的化学组成,即序列。

潘多佳博士《Cell》发表最新研究成果
来自美国约翰·霍普金斯的研究人员最近发现,一种控制从昆虫到人类的动物器官尺寸的化学链反应可能决定了正常生长和癌症之间的差异。这项在9月21日的Cell杂志上发表的研究描述了当这个反应链被干扰时,器官如何失控生长并发生癌变。
该论文的主要作者、华裔分子生物学和遗传学副教授潘多佳(Duojia Pan,音译)解释说,这个链反应就好像多米诺骨牌一样,叫做Hippo途径,它将一根单独的化学基团添加到一个绰号叫做Yap的蛋白质上。一个好消息就是可能所有的器官上涨都能够简化成Yap蛋白上的这种单一的化学事件,但更好的消息是研究人员可能找到了癌症治疗的一个新靶标。
潘博士和同事之前对果蝇的研究发现,太多的Yap蛋白增加了生长诱导基因的负荷并导致器官的过度生长。
在这项新的研究中,研究人员想验证相同的效应是否也发生在哺乳动物中。该研究组对小鼠进行基因改造,使其产生高水平的Yap蛋白质,并且这种改变只发生在肝脏中。结果发现,这些动物的肝脏的尺寸是正常小鼠肝脏大小的五倍,并且往往有大的肿瘤形成!
这些实验结果让研究人员非常惊讶。当研究人员进一步对不同的人类癌细胞进行研究时发现,20%到30%的人类癌细胞含有增高水平的Yap蛋白。潘博士表示,他们推测细胞中过多的Yap可能导致癌变生长。
Yap与其他大部分的蛋白质一样,以多种形式存在。在这项研究中,研究人员发现这种蛋白质存在两种形式,一种携带一个磷酸化学标记,而另外一种形式则没有这种标记。而且,这种标记能够极大改变蛋白质在体内的行为。
石艳红《PNAS》文章聚焦神经干细胞
在9月14日的《PNAS》网站上公示了来自美国加州贝克曼City of Hope研究所的华裔神经学副教授石艳红(Yanhong Shi,音译)领导的研究组的一项有关神经干细胞的最新研究进展。
TLX是一种对神经干细胞的增殖和自我更新至关重要的转录因子。但是到目前为止,TLX介导的神经干细胞增殖和自我更新分子机制还基本不清楚。
在这项新的研究中,研究人员证实TLX将组蛋白乙酰基转移酶(HDAC)召集导它的下游靶标基因,以抑制它们的转录,进而调节神经干细胞的增殖。
TLX能感与神经干细胞中的HDAC3和HDAC5相互作用。HDAC5相互作用区位于TLX残基959-385,该区域含有一个保守的核受体——coregulator interaction motif IXXLL。HDAC3和HDAC5都被召集导到了TLX靶标基因的启动子位置。HDAC的召集导致TLX靶标基因、cyclin-dependent激酶抑制剂p21CIP1/WAF1(p21)和肿瘤抑制基因pten的转录抑制。
HDAC活性抑制或HDAC表达的敲除导致p21和pten基因表达的激活,并且明显降低了神经干细胞的增殖水平——这意味着TLX相互作用HDAC在神经干细胞增殖过程中起到一个关键作用。
而且,一个TLX肽(含有最小HDAC5相互作用区域)能干扰TLX-HDAC5相互作用。这种相互作用的干扰导致p21和pten基因表达的显著活化,并导致神经干细胞增殖的明显抑制。
这些新发现证实神经干细胞通过利用TLX-HDAC相互作用来对p21和pten基因表达进行转录抑制的细胞增殖机制。