《美国国家科学院院刊》发表三项中国成果

《美国国家科学院院刊》创刊于1915年，与《自然》和《科学》一样，是世界上最负盛名的基础科学领域的学术杂志之一。近期中国学者接连在这一期刊上发表最新研究成果。

　　

生物通报道：《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)是美国国家科学院的官方科学周刊杂志。这一杂志创刊于1915年，与《自然》和《科学》一样，是世界上最负盛名的基础科学领域的学术杂志之一。近期中国学者接连在这一期刊上发表最新研究成果。

Wnt信号通路研究新进展

中科院上海生科院生化与细胞所的研究人员阐明了组蛋白H4第20位赖氨酸甲基转移酶SET8在Wnt信号通路激活过程中发挥的功能及其作用机制，这项研究揭示了Wnt信号通路的表观遗传调控新机制。

Wnt信号通路是生物早期发育过程中一个保守的信号通路。Wnt信号的紊乱会引发肿瘤等多种疾病的产生。糖蛋白Wnt与受体Frizzled和LRP5/6结合后，可以稳定细胞质内的b-catenin积累并进一步促进b-catenin入核，通过TCF4家族转录因子介导，开启下游基因的转录。多种转录因子和调节蛋白参与到了这一转录水平的调节过程中，提供了Wnt信号通路的细胞类型、发育时空等的精细调节。因此，对转录因子水平调节的探索一直是Wnt信号通路研究领域的一个热点，吸引了很多人的注意力。

组蛋白的甲基化在基因转录的过程中发挥了重要调控作用。但是组蛋白H4上唯一可以被甲基化修饰的赖氨酸位点，第20位赖氨酸，它的单甲基化修饰（H4K20me-1）与基因转录的关系一直存在争议。

李林研究组的研究人员在研究中发现，Wnt信号被激活时，靶基因启动子区会出现H4K20me-1修饰的富集。该组蛋白修饰在靶基因启动子区随时间呈现出动态变化，变化趋势和b-catenin类似。负责催化形成H4K20me-1的组蛋白单甲基转移酶SET8在斑马鱼、小鼠和人的细胞中参与了Wnt信号通路激活的过程。Wnt信号通路激活时，在b-catenin帮助下，SET8能够与转录因子LEF1/TCF4结合，在靶基因的启动子区富集，进而对组蛋白进行单甲基化修饰。此外，在模式生物斑马鱼中，SET8可以协同Wnt信号通路调控斑马鱼胚胎的早期发育。通过这些研究，一方面使我们更全面地了解了Wnt信号通路的信号调节方式，另一方面提示了H4K20单甲基化这一表观遗传修饰事件的生物学功能，为后续的Wnt信号通路相关的生理和病理现象的研究提供了新思路和潜在的新靶标。

缺血性血管新生研究新成果

近日北京大学分子医学研究所（IMM）研究人员证实了一条以前未见报道的“Gab1-PKA-eNOS”信号转导通路在缺血性血管新生过程中起关键作用。

血管新生是心脑、肌肉等组织器官缺血缺氧后进行自身修复的重要环节，在促进血液循环、防止组织损伤及改善器官功能等方面起着重要作用。然而，目前人们对血管新生的信号调控机制尚不完全理解。

罗金才研究组发现，信号接头分子Gab1基因敲除的小鼠在缺血性血管新生和侧枝循环重建等方面都存在严重的缺陷。通过细致分析小鼠血管及其内皮细胞，他们探明Gab1基因敲除可导致血管内皮细胞生长因子（VEGF）形成管状结构的信号系统出现障碍。在进一步研究VEGF信号系统时,意外发现Gab1参与调节的并非人们所熟知的Akt-eNOS通路，而是一条尚未见诸报道的PKA-eNOS通路。此外，新发现的“Gab1-PKA-eNOS”信号转导通路对于人的血管内皮细胞形成管状结构也起到不可或缺的作用。罗金才研究组的这一发现为缺血性疾病的防治提供了潜在药物靶点。

拟南芥糖信号研究新成果

来自中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所，荷兰乌德勒支大学等处的研究人员在拟南芥中首次发现了一个新的果糖特异信号途径，为研究糖信号提供了重要信息，这一研究得到了中科院知识创新工程、国家973计划、转基因重大专项、国家自然科学基金等项目的支持，研究成果公布在2月7日的国际重要学术期刊美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。

在植物中，糖作为碳骨架和能量的提供者，是一切物质代谢和能量代谢的基础。目前，糖的信号分子功能已得到广泛认可，糖作为信号分子在植物生长发育和对环境响应的过程中具有极其重要的作用。植物中的可溶性糖主要有蔗糖、葡萄糖和果糖。以己糖激酶HXK1为受体的葡萄糖信号途径已有较多的研究，而蔗糖信号的存在也已得到证实。这些研究结果为阐明糖信号调控物质代谢、能量代谢、生长发育以及响应外界环境的分子机理打下了坚实的基础。然而，作为主要可溶性糖之一的果糖，其信号功能和相应的信号途径却未明确。

在这篇文章中，研究人员在拟南芥糖信号研究领域取得了重要进展：他们在拟南芥中首次发现了一个新的果糖特异信号途径。研究人员利用Ler和Cvi生态型构建的Ler X Cvi重组自交系群体进行果糖敏感QTL的定位，通过与葡萄糖敏感QTL的比较，发现了4个果糖特异的QTL，其中的FSQ6在近等基因系中得到证实。该研究还发现，拟南芥的果糖敏感性独立于葡萄糖感受体HXK1，但仍依赖于脱落酸和乙烯信号途径。

这些结果揭示了独立于HXK1的果糖信号新途径，该途径与脱落酸和乙烯信号途径的互作方式和HXK1介导的葡萄糖信号途径相似。通过图位克隆和转基因互补，证明了FSQ6基因是一个具有膜系留结构域的NAC转录因子——ANAC089。FSQ6/ANAC089的Cvi等位基因是一个功能获得性等位基因，具有抑制果糖信号的功能，该等位基因的第三外显子中发生了1-bp缺失，导致蛋白质翻译提前终止，从而产生了膜系留结构域缺失的ANAC089蛋白质。该蛋白质能直接进入细胞核，且具有转录激活活性，通过激活下游基因的表达从而抑制果糖信号途径。而Ler ANAC089蛋白虽然具有转录激活活性，但因具有膜系留结构域，仍滞留在细胞质中，不能进入细胞核行使转录因子的功能。