對(duì)變構(gòu)作用認(rèn)識(shí)的變化

 

用來(lái)了解變構(gòu)作用（生物大分子將在一個(gè)結(jié)合點(diǎn)的效應(yīng)傳輸給另一個(gè)結(jié)合點(diǎn)、隨后活性發(fā)生變化的受控過(guò)程）的經(jīng)典模型，一直關(guān)注的是在不同功能形式之間所觀察到的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化。在過(guò)去20年，人們認(rèn)識(shí)到，變構(gòu)作用也與動(dòng)態(tài)的變化相關(guān)。在這篇文章中，Vincent Hilser及同事對(duì)動(dòng)態(tài)的、內(nèi)在紊亂的蛋白何以能促進(jìn)變構(gòu)作用進(jìn)行了討論，同時(shí)提出了將對(duì)來(lái)自不同系統(tǒng)的變構(gòu)機(jī)制的描述加以統(tǒng)一的一個(gè)框架。

 

唐氏綜合征的遺傳病理

 

唐氏綜合征被認(rèn)為是由基因表達(dá)紊亂造成的，所以要了解這種表現(xiàn)型背后的分子機(jī)制，就需要了解攜帶21號(hào)染色體的全部或部分“三體”（這種疾病的典型特征）的細(xì)胞和組織中的轉(zhuǎn)錄組差異。對(duì)在21號(hào)染色體的“三體”性上有所不同的單卵雙胞胎的胎兒細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組所作的這項(xiàng)研究表明，該雙胞胎之間的差異化表達(dá)沿所有染色體都是按不同區(qū)域組織的。這些基因表達(dá)失調(diào)區(qū)域在關(guān)于唐氏綜合征的小鼠模型中保留了下來(lái)，與“薄層相關(guān)域”（LAD）和“復(fù)制域”相關(guān)聯(lián)。雖然基因組整體拓?fù)湓凇叭w”細(xì)胞中沒(méi)有被改變，但本文作者報(bào)告說(shuō)影響整個(gè)轉(zhuǎn)錄組的染色質(zhì)環(huán)境被改變了，同時(shí)提出，他們所識(shí)別出的失調(diào)區(qū)域因此可能會(huì)對(duì)唐氏綜合征的一些表現(xiàn)型有貢獻(xiàn)。

 

細(xì)胞對(duì)線粒體的保護(hù)

 

線粒體（通過(guò)呼吸產(chǎn)生能量的細(xì)胞器）受損會(huì)觸發(fā)各種保護(hù)性程序，但我們對(duì)監(jiān)測(cè)線粒體功能和將其耦合到保護(hù)措施的信號(hào)作用通道卻知之甚少。通過(guò)對(duì)線蟲(chóng)進(jìn)行全基因組RNA干涉篩選，Gary Ruvkun及同事識(shí)別出在線粒體受到由藥物介導(dǎo)的基因破壞之后在上調(diào)保護(hù)性通道中所涉及的45個(gè)基因。受這些基因影響、與監(jiān)測(cè)相關(guān)的通道包括信號(hào)作用脂質(zhì)“神經(jīng)酰胺”的生物合成以及甲羥戊酸通道（該通道被能降低膽固醇的藥物“斯達(dá)汀”抑制）。

 

控制精確動(dòng)作的腦干回路

 

本期發(fā)表的兩篇論文探討了哺乳動(dòng)物運(yùn)動(dòng)控制中一個(gè)長(zhǎng)期未解之謎――腦和脊髓之間控制運(yùn)動(dòng)（如伸手的動(dòng)作）的回路的組織和功能。Thomas Jessell及同事對(duì)一類(lèi)小鼠脊髓中間神經(jīng)元進(jìn)行了研究，這類(lèi)神經(jīng)元在其他物種中已知涉及前肢的精細(xì)動(dòng)作。他們發(fā)現(xiàn)，在小鼠中，這些神經(jīng)元有適當(dāng)?shù)慕馄省吧窠?jīng)支配”來(lái)承載運(yùn)動(dòng)命令和一個(gè)內(nèi)部拷貝信號(hào)，這些神經(jīng)元的切除會(huì)削弱伸手的動(dòng)作。而且，“升支”的光遺傳激活會(huì)招來(lái)一個(gè)小腦回路，還會(huì)破壞伸手的動(dòng)作。這些發(fā)現(xiàn)表明，這些神經(jīng)元是在伸手過(guò)程中對(duì)運(yùn)動(dòng)輸出進(jìn)行快速更新的一個(gè)內(nèi)部拷貝通道的構(gòu)成部分。Silvia Arber及同事將病毒跟蹤和遺傳學(xué)方法相結(jié)合，對(duì)從小鼠腦干向控制肢體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的神經(jīng)元投射的多樣性進(jìn)行了定性。他們發(fā)現(xiàn)，尤其是一個(gè)被稱為“ventral medullary reticular formation”（或MdV）的區(qū)域，在功能上是專門(mén)用于前肢運(yùn)動(dòng)控制的。這里的神經(jīng)元專門(mén)以前肢神經(jīng)元為目標(biāo)，在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)過(guò)程中被招來(lái)，使這些神經(jīng)元失活會(huì)影響精細(xì)動(dòng)作。

 

AddAB酶的幾個(gè)結(jié)構(gòu)

 

在細(xì)菌雙螺旋DNA斷裂修復(fù)中，自由端最初由一種雙功能的螺旋酶/核酸酶作用于其上，典型情況就是由大腸桿菌的RecBCD酶作用于其上。由于RecBCD會(huì)將DNA展開(kāi)，所以它最終將碰上一個(gè)名為Chi（?字）的極性八聚序列，后者會(huì)造成核酸酶活性減弱，使其特異性發(fā)生變化。現(xiàn)在，Dale Wigley及同事獲得了來(lái)自枯草桿菌、與含?字的DNA相結(jié)合的一種相關(guān)的酶AddAB的幾個(gè)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)有助于認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)位過(guò)程、?字的識(shí)別以及當(dāng)?字被識(shí)別時(shí)所出現(xiàn)的暫停。

 

能忍受噪音的人工生物回路

 

合成生物學(xué)中一個(gè)主要挑戰(zhàn)是，在一個(gè)吵雜的、高度互聯(lián)的細(xì)胞環(huán)境中將各單一調(diào)控模塊集成到更大回路中。Jeff Hasty及同事試圖通過(guò)調(diào)用一個(gè)主體―細(xì)胞蛋白降解系統(tǒng)來(lái)同步基因回路的辦法解決這一問(wèn)題，獲得的延遲時(shí)間比基于轉(zhuǎn)錄的耦合所實(shí)現(xiàn)的延遲時(shí)間短得多。然后，他們應(yīng)用這一“轉(zhuǎn)錄后”工程方案來(lái)同步細(xì)胞時(shí)鐘，使細(xì)菌群落能夠在“頻率多分復(fù)用”中對(duì)獨(dú)立的環(huán)境提示進(jìn)行回應(yīng)。

 

對(duì)埃博拉病毒有活性的一種抗病毒藥物

 

纖絲病毒科的病毒能在人類(lèi)和非人類(lèi)靈長(zhǎng)目動(dòng)物中引起嚴(yán)重出血熱。死亡率極高，而且目前還沒(méi)有疫苗或藥物被批準(zhǔn)用于纖絲病毒疾病的治療。Sina Bavari及同事報(bào)告了在體外和體內(nèi)對(duì)包括纖絲病毒如埃博拉病毒和蘇丹病毒在內(nèi)的高致病性病毒都有抗病毒活性的一種小分子病毒聚合酶抑制因子的發(fā)現(xiàn)。該化合物（CX4430）是一種腺苷類(lèi)似物，起一種非專性“鏈終止子”的作用。無(wú)論是口服還是肌內(nèi)用藥，它都能完全保護(hù)食蟹猴不受馬爾堡病毒侵害，即便是在感染后48小時(shí)才用藥。