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最新《Nature》热点推荐文章
【字体: 大 中 小 】 时间:2009年02月05日 来源:生物通
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生物通报道:最新一周的《Nature China》的热点推荐文章包括:
Huang, Z. et al. Structural basis for activation and inhibition of the secreted Chlamydia protease CPAF. Cell Host Microbe 4, 529–542 (2008).
2008年12月11日,北京生命科学研究所柴继杰实验室在Cell Host & Microbe杂志上发表了题为 “Structural Basis for Activation and Inhibition of the Secreted Chlamydia Protease CPAF”的论文,报道了CPAF在酶原状态、成熟状态、以及其和蛋白酶体抑制剂lactacystin复合物三种状态下的晶体结构。
衣原体是普遍存在细胞内的病原体,而且许多种属能导致人类广泛感染致病。这些病症包括全球超过9千万人由于眼上皮细胞感染衣原体导致的可预防的失明,以及泌尿系统上皮细胞感染引起的性病。尽管衣原体引起如此严重的健康问题,但人们其病原发生机理却不清楚。目前已知衣原体为了在感染宿主内生存,进化出多种策略来逃避宿主免疫识别以及免疫反应,其中包括通过抑制Major Histocompatibility Complex (MHC)抗原表达以及抑制受感染细胞凋亡来逃避宿主免疫识别以及反应,而衣原体毒性蛋白CPAF (Chlamydial Protease/Proteasome-like Activity Factor)被证明在感染细胞内降解包括MHC转录因子RFX5、上游刺激因子1(USF-1)、广谱的BH3-only前凋亡蛋白Puma等宿主蛋白,以抑制宿主免疫识别以及免疫反应。衣原体蛋白酶(体)样活性因子CPAF是一类序列功能都很保守的分子,它在所有种的衣原体感染宿主后都有表达,并显示出相似的蛋白酶活性。CPAF通过降解上面提及的多种宿主蛋白从而使得衣原体能够逃避宿主免疫识别,并且能够在受感染宿主细胞中顺利生存繁殖。
在这项研究中,报道了CPAF在酶原状态、成熟状态、以及其和蛋白酶体抑制剂lactacystin复合物三种状态下的晶体结构。结构比较和生化实验表明CPAF是一个由水分子介导的催化三元体组成的新型丝氨酸蛋白酶。CPAF酶原结构显示其活性位点被inhibitory segment的C端部分包围,同时其N端的存在使得CPAF维持在单体状态,CPAF通过在蛋白分子内部逐步的蛋白酶剪切,从而移除那些结合在活性中心以及维持CPAF单体状态的inhibitory segment而被激活,同时剪切后形成的分子间二聚体引发的水分子介导的催化三元体的组装使得CPAF完全激活,并具有蛋白酶活性。尽管CPAF和蛋白酶体结构上并不相关,但它们识别Lactacystin的方式却相当保守。这说明CPAF模仿蛋白酶体对Lactacystin的结合方式。这些结果不仅揭示了Lactacystin抑制CPAF活性的分子机理,而且第一次给出了Lactacystin除了抑制蛋白酶体外还能抑制其他蛋白酶的证据。这些实验结果阐明了CPAF蛋白酶的活化、催化以及Lactacystin抑制的机理,同时为以后理性设计小分子药物治疗衣原体引起的许多疾病提供结构基础。
Li, N. et al. Different cervical cancer screening approaches in a Chinese multicentre study. Br. J. Cancer doi:10.1038/sj.bjc.6604840 (2009).
Lam, H. S. et al. Renal screening in children after exposure to low dose melamine in Hong Kong: Cross sectional study. Br. Med. J. 337, a2991 (2008).
Jiao, Y. et al. A transcriptome atlas of rice cell types uncovers cellular, functional and developmental hierarchies. Nature Genet. doi:10.1038/ng.282 (2009).
耶鲁大学的研究者绘制了水稻遗传特性的细胞图谱,非常详细地说明了在活体生物体内细胞中基因的开关时间。研究结果发表在2009年1月4日的《自然—遗传学》(Nature Genetics)上。
在为期5年的研究工作中,产生了海量数据,记录了世界上最重要的水稻的生命周期中关键的40种不同细胞的差异和相似性。分子、细胞和发育生物学教授Timothy Nelson说:“所有的谷物都会从这张图谱提供的知识及其衍生出来的工具而收益。例如,科学家希望能从其中发现负责光合作用的基因网络,这有助于提高食品和生物质能源的产量。”
这个图谱是由细胞的特殊转录组所组成的,大量的资料组很好的注释了水稻30000种基因中,每一种的相对活性及其对应的细胞类型。研究中涉及的40个转录组可以在40中细胞中对每个基因的活性进行比对,包括根、茎和胚芽的不同发育时期的细胞。最后,耶鲁大学的研究团队希望能再增加40种不同类型细胞的数据,并在网上发布,供全世界的研究者使用。
Nelson说,“这种图谱为研究人员提供了一种很独特的资源——关于不同细胞中基因与基因的关系,如何产生组织、器官和是全株植物发挥功能的可以为人们所理解的数据。许多重要类型细胞非常难以收集,因此对图谱的解读也是在技术上取得的一项重要成就。
图谱的数据可以帮助研究者区分在细胞的不同阶段中起作用的基因、提供确定基因在机体形成中所扮演角色的线索,另外科学家还可以找出关键的持家基因——那些在所有细胞整个周期中都起关键作用的基因。这些数据是深层发掘任何基因或者生物学过程中细胞信息的重要资源。
Pan, Y. et al. Highly ordered, millimeter-scale, continuous, single-crystalline graphene monolayer formed on Ru (0001). Adv. Mater. doi:10.1002/adma.200800761 (2009).
Jiang, T., Zhao, J. & Feng, Y. Stopping light by an air waveguide with anisotropic metamaterial cladding. Opt. Express 17, 170–177 (2009).