重磅学术期刊封面论文一周盘点
2018/12/03
近日,学术经纬对科学、细胞等重磅学术期刊的一周封面论文进行了盘点。
本文转载自“学术经纬”。

《科学》:冷冻电镜解析蛋白酶体工作机制

图片来源:Illustration: V. Altounian/Science; Structural data: PDB IDs 6EF1 and 6EF3

蛋白酶体是细胞中发现和降解不需要或者受损蛋白的分子机器。这些需要被降解的蛋白会被标上特殊的标签,然后蛋白酶体上一个由6个亚基组成的“机械手”依靠ATP提供的能量,将需要降解的蛋白“抓”到蛋白酶体的降解室中。美国斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute)的研究人员使用冷冻电镜技术,解析了这一“机械手”与需要降解的蛋白相结合时的结构。这项研究揭示了这一“机械手”的6个亚基如何利用ATP水解的能量,改变自身构象,将需要降解的蛋白装入蛋白酶体的过程。

相关论文:de la Pena, et al., (2018). Substrate-engaged 26S proteasome structures reveal mechanisms for ATP-hydrolysis–driven translocation, Science, https://doi.org/10.1126/science.aav0725

《Science Translational Medicine》:消除手术粘连的新方法

图片来源:Tsai et al./Science Translational Medicine

腹膜粘连是由于外科手术诱发产生的异位纤维化组织,它们的产生会导致手术后并发症的发生,例如小肠梗阻。然而,腹膜粘连源于哪种细胞仍然未能得到阐明。斯坦福大学(Stanford University)医学院的研究人员利用小鼠手术模型,发现覆盖在器官和腹腔壁上的间皮细胞是产生粘连组织的来源。受损的间皮组织会表达在胚胎发育时期高度表达的一系列特定基因。使用抗体靶向这些特定基因可以消除在手术后形成的粘连。研究人员同时发现,受损的间皮组织受到HIF1α信号通路的调控。使用小分子抑制剂阻断H1F1α能够在小鼠接受手术后防止粘连的产生。

相关论文:Tsai et al., (2018) Surgical adhesions in mice are derived from mesothelial cells and can be targeted by antibodies against mesothelial markers. Science Translational Medicine, https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aan6735

《Science Signaling》:阿司匹林预防多发性硬化症

阿司匹林是一种常见的止痛药。它能够让环氧合酶失活,而环氧合酶是合成促进炎症反应的前列腺素和血栓素必需的蛋白酶。美国杰西布朗退伍军人事务医疗中心(Jesse Brown Veterans Affairs Medical Center)的研究人员发现,阿司匹林还能够在小鼠的多发性硬化症(MS)模型中缓解疾病进展。这是因为它能够逆转这一疾病进展过程中调节性T细胞(Tregs)的损耗。阿司匹林的作用方式是通过名为IL-11的细胞因子。IL-11可以促进Treg稳定性并且在小鼠MS模型中防止疾病进展。这项研究表明,低剂量的阿司匹林可能对MS患者有益。

相关论文:Mondal et al., (2018). Aspirin ameliorates experimental autoimmune encephalomyelitis through interleukin-11–mediated protection of regulatory T cells. Science Signaling, https://doi.org/10.1126/scisignal.aar8278

《Cell》:细胞内质网中发现新的细胞器

图片来源:Image by Wenjing Wu, Design and Creative Services, MSKCC

人类的基因组中有一半基因会产生具备不同3端非翻译区(3’UTR)的mRNA。这些3’UTR能够介导蛋白之间的相互作用。美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)的研究人员在研究这些3’UTR的过程中发现,在内质网中存在着一种称为TIS的颗粒状非膜细胞器。这种非膜细胞器与内质网之间的相互作用在内质网内生成了一个具有独特生化和生物物理特征的空间。特定蛋白通过3’UTR发生的相互作用只能在这个特殊空间里发生。

相关论文:Ma and Mayr, (2018). A Membraneless Organelle Associated with the Endoplasmic Reticulum Enables 3′UTR-Mediated Protein-Protein Interactions.Cell, https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.10.007

《PNAS》:飞蛾躲避蝙蝠搜寻的方法

图片来源:Image courtesy of Marc W. Holderied, Sarah Marsh, and Emily Richens (University of Bristol, Bristol, United Kingdom)

蝙蝠搜索食物时会发出超声波,然后通过接受从飞蛾等食物身上反射回来的回声来追踪食物。而飞蛾为了逃避蝙蝠的追踪,也进化出了吸收超声波的身体特征。英国布里斯托大学的研究人员发现,飞蛾翅膀上的鳞片进化成为特定的三维构造,能够在蝙蝠释放的超声波的频段吸收超声波。研究人员构建的模型能够模拟这些三维结构吸收音波的特征,这项研究可能帮助开发从生物获得灵感的轻便共振吸声材料。

相关论文:Shen, et al., (2018). Biomechanics of a moth scale at ultrasonic frequencies. PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1810025115

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