Cell杂志最受关注的八篇文章（3月）

　　生物通报道：Cell创刊于1974年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为：

Fasting-Mimicking Diet Promotes Ngn3-Driven β-Cell Regeneration to Reverse Diabetes

南加州大学的研究人员发布了一项具有里程碑意义的研究发现：通过为小鼠提供短暂特殊的禁食模拟饮食（FMD™），促进了原本不能生成胰岛素的胰腺细胞重编程，再次产生了胰岛素，减少了I型和II型糖尿病的症状，这项研究也在来自I型糖尿病患者的培养胰腺细胞中得到了类似的结果。

这一研究成果公布在2月23日的Cell杂志上，领导这一研究的是南加州大学老年研究院院长Valter Longo，他表示，“我们的研究是将小鼠推入到了一种极端的状态，然后再令其反弹，也就是先让它们饿着，再进行喂养，这样胰腺细胞就能发生某种重编程，重启这部分之前不再工作的器官。”控制饮食真正实现逆转糖尿病

Hallmarks of Cancer: The Next Generation

这篇综述性文章的重要性可从其长期占据榜单中窥见一斑：Weinberg教授继之前的癌症综述后，又发表了一篇升级版综述——Hallmarks of Cancer: The Next Generation，这篇同样也是与Douglas Hanahan合作的论文长达29页，简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展，包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等，并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：

自给自足生长信号（Self-Sufficiency in Growth Signals）；抗生长信号的不敏感（Insensitivity to Antigrowth Signals）；抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)；潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential)；持续的血管生成(Sustained Angiogenesis)；组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis)；避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction)；促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）； 细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）；基因组不稳定和突变（Genome Instability and Mutation）。

Inefficient Crossover Maturation Underlies Elevated Aneuploidy in Human Female Meiosis

山东大学生命科学学院，哈佛大学等处的研究人员对男性和女性生殖细胞的减数分裂重组进行了系统的分析和比较，详细阐述了减数分裂重组在两性之间的差异，并揭示了导致胚胎非整倍体的根本原因。

在最新这篇文章中，研究人员对男性和女性生殖细胞的减数分裂重组进行了系统的分析和比较，详细阐述了减数分裂重组在两性之间的差异，并揭示了导致胚胎非整倍体的根本原因。该研究发现，染色体重组在两性生殖细胞减数分裂的大部分过程中都很相似，但在女性中有大约25%的重组中间体不能形成真正的交叉重组，造成“交叉成熟缺陷”，正是由于这种女性特有的“交叉成熟缺陷”造成了高频率的染色体分离错误，最终导致了高频率的非整倍体胚胎的产生。

Remnants of an Ancient Metabolism without Phosphate

波士顿大学的研究学者利用计算机系统生物学方法，调取生物数据库中所有相关信息，开展“生物圈水平新陈代谢”调查，分析得出结论：生命的最初起源很可能与磷酸盐无关。

对于所有生命系统和现存的大部分已知的生物分子来说，磷酸是必不可少的化学物质。 糖磷酸骨架组成了核酸的结构框架，包括DNA和RNA。 磷酸是三磷酸腺苷(ATP)的一个关键组成部分，负责运输化学能量，以及结合NADH参与几项重要的新陈代谢。

计算机系统生物学最初是用来大规模分析代谢网络，利用大型数据库来组装现有的生化反应。在生态系统水平探测了“生物圈水平的新陈代谢（biosphere-level metabolism）”后，研究人员发现了一组8个很可能在生命起源早期就出现了的不含磷酸的复合体。随后，他们通过算法编辑，将这8个复合体可能替代的所有合成反应，包括甲酸、硫化氢、氨、二氧化碳、水、碳酸氢铵、氮气，组装起来，模拟了原始的新陈代谢网络。该网络涉及315步反应，以及260个代谢产物，可以支持广泛种类的生命要素的生物合成，例如氨基酸和羟基酸。值得注意的是，这一网络中所富含的酶类，含有成簇的铁-硫基团。支持了“现代生物化学源自矿物地球化学”这一观点。更重要的是，在现实的生理学条件下，这个代谢网络中的硫酯代替了磷酸盐，可能使其克服了能量瓶颈而不断扩张。

Human SRMAtlas: A Resource of Targeted Assays to Quantify the Complete Human Proteome

人类SRMAtlas是靶向识别及可重复性定量预测人类蛋白质组中所有蛋白的一些高度特异性质谱测定法的一个汇编目录，包括针对许多剪接变异体、非同义突变和翻译后修饰的检测方法。研究人员采用称作为选择性反应监测的技术，利用166,174个已充分确定特征的化学合成水解肽段（roteotypic peptides）开发出了这些检测方法。

这一SRMAtlas资源在http://www.srmatlas.org免费公开提供，将让一些重点、假设驱动及大型蛋白质组规模的研究获益。由于在理论上现在可以鉴别和定量任何样本中所有的蛋白质，研究人员预计这一资源将会大大推动基于蛋白质的实验生物学来了解疾病转变和健康轨迹。

Dynamic Remodeling of Membrane Composition Drives Cell Cycle through Primary Cilia Excision

我们的许多细胞都装备了一条毛茸茸的“天线”，将外部环境相关的信息传递给细胞，科学家们已经发现，这些所谓的原纤毛的出现和消失，都是与细胞复制过程（称为有丝分裂）同步的。现在，约翰霍普金斯大学的细胞生物学家报道称，他们进一步阐释了“这种‘脱发’和细胞复制，是如何通过戏剧性的纤毛尖端削剪（科学们称之为斩首）而相互关联的”。

这一新信息是更好地理解“细胞如何决定进行有丝分裂”的关键，这一过程对于生物体的发育、组织的维持和癌症的形成，是不可或缺的。他们也希望，这项工作能揭示纤毛相关疾病，如多囊肾病，以及某些智力残疾。

这项研究的负责人、约翰霍普金斯大学医学院细胞生物学副教授Takanari Inoue博士说：“纤毛斩首此前已经被观察过，但从未进行过探索。我们现在知道，这是一个正常的过程，而不仅仅是在一定的实验条件下发生的事情。我们已经确定了驱动它的分子机制。”

The ancient gamete fusogen HAP2 is a eukaryotic class II fusion protein

原来有性繁殖和病毒感染实际上具有共同点，最新的一项研究指出，这两个过程都需要相同的一个蛋白质：HAP2，用于促使两种细胞无缝融合，例如精细胞和卵细胞，或病毒与细胞膜融合。在病毒，单细胞原生动物和许多植物和节肢动物中这种蛋白质广泛存在，这表明这种蛋白质也许在地球历史的早期就出现了。

这一发现公布在2月23日的Cell杂志上，研究揭示了有关性进化的新概念，这种蛋白质作为一种将近通用的生化“关键”因子，帮助两个细胞膜融合成一个，促进遗传材料的重组，这也就是有性繁殖的一个必要步骤。

Structure of a Pancreatic ATP-Sensitive Potassium Channel

第一篇论文由北京大学分子医学研究所，清华大学生命科学学院等处的研究人员联合完成：研究人员通过单粒子冷冻电子显微镜，获得了与非竞争性抑制剂glibenclamide构成复合物的一个异八聚体胰腺KATP通道的结构，其分辨率达到了5.6 Å。格列本脲（glibenclamide）是一种降血糖药物，主要通过增加门静脉胰岛素水平或对肝脏直接作用，抑制肝糖原分解和糖原异生作用。

从这一结构中，研究人员发现了四个SUR1调节亚基定位在其周围，并且通过SUR1的TMD0-L0片段，结合在中心Kir6.2通道四聚体上。glibenclamide绑定的SUR1利用TMD0-L0片段稳定处于闭合构象的Kir6.2通道。此外在另一个结构中，磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）能将glibenclamide结合SUR1的Kir6.2通道解偶联。

这些结构研究指出了KATP通道的一条重要调控分子机制，即通过降血糖药物glibenclamide，细胞内腺苷核苷酸浓度以及PIP2脂质共同完成的调控分子机制。
清华北大两位教授联合发表Cell：ATP敏感性钾通道结构

（生物通：万纹）