Nature亮点：蛋白降解，基因组研究

　　

生物通报道：2007年自然出版集团宣布《Nature》出版集团的新出版物、名为Nature China的网站（www.naturechina.com.cn）正式启动。这一网站致力于聚焦中国大陆地区和香港的优秀科学成果，每周都会针对最新发表的论文，在此网站撰写摘要和评述。本期的推荐研究文章包括：

细胞与分子生物学

You, F. et al. PCBP2 mediates degradation of the adaptor MAVS via the HECT ubiquitin ligase AIP4. Nature Immunol. doi:10.1038/ni.1815 (2009)

这篇文章发现并证明细胞存在一条由PCBP2-AIP4介导的蛋白质降解途径，特异性负调控固有免疫过程中关键分子MAVS/VISA/IPS1/Cardif的蛋白水平，以降低或避免病源微生物感染引发的机体过度反应。

研究人员发现PCBP2蛋白可特异性结合MAVS/VISA,从而下调或抑制细胞通过Mda5/RIG-I通路的抗感染反应；PCBP2与MAVS共定位于线粒体，其C端Linker区域与MAVS的跨膜区对于二者之间形成蛋白质复合物是必要的；PCBP2的上调或过表达可特异性引发MAVS蛋白的降解进而抑制I型干扰素的产生。将PCBP2通过RNA干扰技术下调其表达之后，能够显着增强抗病毒免疫反应中I型干扰素的产生。

他们进一步的研究发现PCBP2通过泛素化-蛋白酶体途径介导了MAVS的降解，MAVS蛋白中两个赖氨酸的突变能够显着影响MAVS本身的泛素化及降解；在PCBP2蛋白中找到了三个可能的与泛素化E3连接酶结合的序列，并证明其中的第二序列对于MAVS的降解是必须的，突变其中两个保守的氨基酸能抑制MAVS的降解。

最后，他们找到了能特异地和PCBP2相互作用的泛素化E3连接酶AIP4.AIP4在PCBP2帮助下与MAVS结合并使之泛素化进而降解MAVS.AIP4-/-的MEF细胞对病毒感染表现出非常过度的固有免疫反应，持续产生过量的I型干扰素与多种炎症反应因子，而后者是导致机体罹患自身免疫病与多器官慢性炎症的罪魁祸首，也是AIP4缺陷性小鼠的重要表型。造成这种免疫调控失调的原因是由于AIP4的缺陷导致MAVS激活后不能被降解，从而使病源微生物感染导致的细胞抗感染反应被持续激活，不被关闭。

这项发现为细菌或病毒感染而导致的自身免疫性疾病、多器官慢性炎症提供了可能的致病机制，为人类对上述疾病的诊治提供了一个崭新的思路。
 

遗传学

Huang, S. et al. The genome of the cucumber, Cucumis sativus L. Nature Genet. doi:10.1038/ng.475 (2009).

这一黄瓜基因组研究成果对黄瓜和其它瓜类作物的遗传改良、基础生物学研究、以及对植物维管束系统的功能和进化研究将发挥重要的推动作用。

国际黄瓜基因组计划由中国农业科学院蔬菜花卉研究所于2007年初发起并组织，由深圳华大基因研究院承担基因组测序和组装等技术工作。参与单位包括中国农大、北京师大、美国康乃尔大学、威斯康星大学和加州大学戴维斯分校、荷兰瓦赫宁根大学以及澳大利亚多态性芯片技术中心。这是由我国发起的第一个多边合作的大型植物基因组计划。

黄瓜基因组共有约3.5亿个碱基对。项目采用了新一代测序技术，自主开发了一套全新的序列拼接软件，成功地以较低的成本绘制了黄瓜基因组的精细图。这一套测序策略已经成为了其它植物基因组测序的模式。

在黄瓜基因组中共发现了26,682个基因。项目创建了包含1800个分子标记的高密度遗传图谱，把基因组的20000多个基因定位在染色体上，这给重要经济性状基因的克隆带来了极大的便利。目前已经发现了与黄瓜产量、品质、抗病性等重要农艺性状相关的候选基因300多个，已经克隆了与产量相关的性别决定基因（和上海交大合作）、苦味基因和抗黑星病基因，为这些重要性状的分子育种提供了快捷准确的工具。

黄瓜有7条染色体，而甜瓜有12条染色体。本研究表明：黄瓜7条染色体中的5条是由甜瓜的12条染色体中的10条两两融合而成的，这一发现解决了葫芦科染色体进化上一个多年未解的难题。在基因区域，黄瓜和甜瓜有95%的相似性，和西瓜也有超过90%的相似性。我国瓜类作物的栽培面积在4000万亩以上，黄瓜的基因组序列将推动所有瓜类作物的生物学研究和遗传育种。

植物的维管束系统相当于人体的血管，是植物营养运输和长距离信号传导的主要通道。黄瓜是维管束研究的模式系统。黄瓜基因组研究首次揭示了800个与维管束功能相关的基因，并且发现它们所在的基因家族在低等植物向高等植物进化的过程中得到了扩增。

在基因组测序完成的基础上，国际黄瓜基因组计划进入下一个阶段，将系统地研究黄瓜种质资源的遗传多样性和黄瓜基因表达及调控的特性，将克隆主要的经济性状基因，开发廉价快捷的分子育种工具，推动基因组的研究成果直接应用到优良新品种的培育上。

（生物通：万纹）