F1000最新推荐：七大生物学论文

　　

生物通报道：“F1000（Faculty of 1000 Medicine）”又名“千名医学家”，是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。其中近期最受关注的七篇生物学论文如下：

R.G. Efremov et al., Nature, 2010 May 27, 465(7297):441–45. Eval by Nathan Nelson, Tel Aviv Univ; Andrea Mattevi, Univ Pavia; Terrence Frey, San Diego State Univ; Thomas Meier, Max Planck Institute of Biophysics ID: 3375956

Complex I是呼吸链的第一种酶，它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合起来，而在线粒体中的细胞能量生产中扮演一个中心角色。这个巨大的复合物是呼吸链的最后环节，其机制和完整结构过去并不为人们所知。

现在，来自大肠杆菌的Complex I的膜区域以及来自温泉菌（嗜热菌）的完整Complex I的结构已被确定。这些结构提供了关于耦合机制的有力线索：两个主要区域界面上发生的构形变化，会驱动一个长阿尔法螺旋发生一种活塞式运动，使附近跨膜螺旋倾斜，导致质子转位。本期封面图片所描绘的是来自嵌入在类脂双层中的温泉菌（嗜热菌）的呼吸链Complex I。每个亚单元都用不同颜色表示，亲水区域中的Fe-S簇显示为球形。背景所示为偏振光下的膜区域的晶体。

I. Surolia et al., Nature, AOP: 2010 June 16. Eval by Mark Anderson, Univ Calif, San Francisco; Anthony DeFranco, UCSF ID: 3611960

单个基因的序列差异可能对引起约2%的相对常见自身免疫紊乱负有部分责任，包括糖尿病和关节炎。

这种基因编码唾液酸乙酰酯酶（sialic acid acetylesterase (SIAE)），后者调节免疫系统B细胞——负责产生抵御外界入侵的抗体的细胞。在923位患Crohn’s病、I型糖尿病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮和多发性硬化症的患者中，有24位的基因显示出变异型。

在过去的五年中，对大规模患者群的基因组范围筛查已搜索与复杂疾病相关的常存基因变异，这些疾病不太可能由单基因变异所致。尽管许多这样的变异已得到证实，它们对疾病易感性却解释甚少。最近，科学家已经开始思考稀有变异是否能更好解释这类疾病的基因基础。

Boston Massachusetts哈佛医学院的Shiv Pillai和同事们曾发现，灭活小鼠的Siae基因会导致与自身免疫病红斑狼疮相似的一种情况。他们决定在人类中对此基因重新测序，以探测它与自身免疫病的联系，结果识别了自身免疫紊乱患者的一些基因变异。健康人偶而也有这些基因的变异，但当研究者测试不同的变异时，他们发现自身免疫病患者的变异有破坏酶功能的倾向，而健康人的变异却没有。

Pillai和他的小组认为SIAE和其它基因通过同样的途径，阻止B细胞产生抗体来攻击宿主组织。对宿主组织反应强烈的B细胞一般在骨髓被破坏，但是对自身反应弱的B细胞有时可以变得自身反应强烈，形成自身免疫反应的场景。在小鼠中，研究者发现，SIAE将这个过程以检查的方式保留——解释这些基因或其它基因的突变如何可以通过同样的途径来增加自身免疫病的易感性。发表于《自然》（Nature）在线的一项当前研究中，尽管相对较少的人携带SIAE的缺陷变异，Pillai怀疑临近反应的基因有更多的港口突变。

P. Wang et al., Curr Biol, 2010 May 26, 20:1099–1103. Eval by Roy Kishony, Harvard Univ; Thomas Meier, Max Planck Inst Biophysics ID: 3517956

超级大肠杆菌

C.K. Lam et al., Nature, 2010 May 27, 465(7297):478–82. Eval by Jaime García-Añoveros, Northwestern Univ; Ray Rodgers, Univ Adelaide ID: 3369956

在我们的整个生命过程中，脑血管中会形成微小的血栓或“微栓子”。很多这种血栓会被血液流动的力量清除，而其他的则会被“纤维蛋白溶解”过程消化。现在，第三种栓塞清除机制已被发现，它被称之为“栓塞溢出”。

对活的小鼠所做的高分辨率固定组织显微镜及双光子成像研究表明，很多“微栓子”不会被血液或“纤维蛋白溶解”过程溶解，而是在一个星期内被包裹“栓子”的内皮细胞主动清除的，因为发挥这种功能的内皮细胞会被重塑而生成一个未被堵塞的血管。

这个过程在老年小鼠中所需时间较长，说明血栓清除是中风之后康复的患者的一个可能的治疗目标，也是与年龄相关的认知疾病的一个可能的治疗目标。

D.G. Gibson et al., Science, AOP: 2010 May 20. Eval by Simon Zeller and Bernhard Schmid, Univ Zurich; Junjie U. Guo and Hongjun Song, Johns Hopkins Univ School of Medicine ID: 3346969

据5月21日的《科学》杂志报道说，科学家们已经开发出了第一个由一个合成的基因组所控制的细胞。 他们现在希望用这种方法来更好地了解驱动所有生命的基础机制，并用遗传工程的方法来制造有专门配置的可生产如燃油或能消解毒性废物的细菌。 该研究团队已经用化学的方法合成了一个细菌的基因组，他们将某种细菌的基因组移植到了另外一个细菌的基因组中。 在这个例子中，合成的基因组是一份现存基因组的拷贝，尽管它带有添加的DNA序列使其成为区别于自然基因组的“水印”。 将来，科学家们希望设计出更新颖的基因组，使得含有这些基因组的细菌能够完成特别的任务以帮助解决能源、环保或其它的问题。

该研究团队首先合成了丝状支原体（Mycoplasma mycoides）的基因组，接着将其移植到山羊支原体（Mycoplasm capricolum）中。 该新的基因组会“启动”接受方的细胞。 文章的作者报告说，尽管在移植的细菌中有14个基因被删除或遭到中断，但它们看上去仍然像是正常的丝状支原体细菌，并只能产生丝状支原体的蛋白质。他们写道：“如果在此描述的方法可被普遍化的话，那么设计、合成、装配及移植合成染色体将不再成为合成生物学进展的一个障碍。”

A. Kosmrlj et al., Nature, 2010 May 20, 465(7296):350–54. Eval by Torben Lund, University College London ID: 3486956

一项最新研究发现，那些可以抵抗艾滋病毒的人，体内所含的一种基因令他们拥有一个更加强大的免疫系统。

研究发现，有一小部分人(大约每200名感染者中就有这样一个人)接触艾滋病毒后，发展成艾滋病的速度很慢，甚至不会患上这种致命疾病。以前的研究发现，很多天生具有艾滋病毒免疫能力的人，体内含有一种被称作HLA B57的基因。

在这项最新研究中美国研究人员发现，HLA B57促使身体产生更多强大的杀伤T细胞。杀伤T细胞是会对具有感染性的入侵者发起攻击的白细胞。与没有这种基因的人相比，那些拥有HLA B57的人体内含有大量可以束缚住艾滋病毒蛋白的T细胞。拥有HLA B57的人，体内的T细胞更有可能识别出代表艾滋病毒蛋白的细胞，其中包括在感染过程中产生的变异蛋白。

据马萨诸塞州总医院拉贡研究所、麻省理工学院和哈佛大学的研究人员说，这些发现或许有助于科学家研发出艾滋病疫苗，它引起的免疫响应，与具有HLA B57基因的人对艾滋病毒做出的免疫响应一样。该研究成果发表在5月5日的《自然》杂志上。

C. Ibáñez et al., Plant Physiol, AOP: 2010 June 8. Eval by Seth J. Davis, Max Planck Institute for Plant Breeding Research ID: 3620967

落叶植物的生物钟

（生物通：张迪）