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2017年2月3日Science期刊精华

  1. DNA-PKcs
  2. Homer1a
  3. PEX11b
  4. Science
  5. 染色体
  6. 突触

来源:生物谷 2017-02-08 09:49

本周又有一期新的Science期刊(2017年2月3日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

图片来自Science期刊。

2017年2月6日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年2月3日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1. Science:PEX11b决定着细胞分裂和分化之间的平衡
doi:10.1126/science.aah4701; doi:10.1126/science.aam5981

在理解真核生物细胞分裂时,监控染色体附着到微管的关卡(checkpoint)概念和发现有丝分裂纺锤体组装关卡蛋白构成一个重要的里程碑。然而,染色体并不是唯一需要分配的组分。内质网、高尔基体、内体(endosome)和线粒体等膜结合细胞器通常是复制现存的结构而被制造出来的,因此两个子细胞也必须分配这些组分。Amma Asare等人针对细胞器遗传提出一个令人关注的新观点。他们鉴定出一种被称做过氧化物酶体生物发生因子11β(peroxisomal biogenesis factor 11 beta, PEX11b)的细胞器蛋白是哺乳动物表皮中细胞分裂和分化之间的正常平衡的一个关键的决定因素。特别令人关注的是,PEX11b表达下降会改变这种平衡,从而导致表皮变薄。

2. Science:四维电镜技术研究液体池中超快动力学过程
doi:10.1126/science.aah3582; doi:10.1126/science.aam6381

液体池电子显微技术能够直接观察液相体系中的微观过程,作为一种表征技术得到了广泛应用,包括观察纳米晶的生长、电化学反应、活细胞中的结构、单个粒子三维结构重建过程等。然而,之前的工作中,所成的电子显微像常是静态的,即使是动态成像也需要较长的积分时间。为观察到一些快速的动力学过程,需要实现纳秒甚至皮秒级的时间分辨。

作者提出了一种四维电镜(4D EM)的概念,使用激光驱动的电子显微镜学(Laser-driven electron microscopy)技术表征液体池中的超快过程:超快激光脉冲诱发特定的动力学过程,经过一个延迟后产生的电子脉冲进行成像。这一过程无需快门,能实现超高时间分辨。作者使用这一技术,观察了水溶液中金纳米粒子经激光脉冲照射后的转动动力学。

3. Science:揭示突触功能在醒睡周期中的变化
doi:10.1126/science.aah5982; doi:10.1126/science.aam7917

当动物醒着时,一般活动和信息加工促进突触强化(synapse strengthening)。这会受到睡眠期间突触弱化(synapse weakening)的自我抵消。Luisa de Vivo等人利用串行扫描电子显微镜重建小鼠大脑中的轴突-脊柱接口和棘头容量。他们观察到在入睡后,轴突-脊柱接口大小显著下降。最大的相对变化发生于较弱的突触当中,而较强的突触保持稳定。

4. Science:睡眠期间,Homer1a促进兴奋性突触弱化
doi: 10.1126/science.aai8355; doi:10.1126/science.aam7917

当动物醒着时,一般活动和信息加工促进突触强化(synapse strengthening)。这会受到睡眠期间突触弱化(synapse weakening)的自我抵消。

Graham H. Diering等人发现在醒睡周期(sleep-wake cycle)期间,突触经历突触谷氨酸受体变化,而且这些变化是由立即早期基因Homer1a促发的。在醒着的动物体内,Homer1a在神经元中聚集,但是高水平的去甲肾上腺素会将它从突触中驱赶出来。在入睡时,去甲肾上腺素水平下降,从而允许Homer1a迁移到兴奋性突触中,促使突触弱化。

5. Science:DNA-PKcs结构提示着一种调节DNA双链断裂修复的变构机制
doi:10.1126/science.aak9654

DNA双链断裂必须获得高效的修复以便避免细胞死亡或癌症产生。断裂的DNA末端能够通过非同源末端连接(nonhomologous end joining, NHEJ)机制直接进行连接,也能够通过基于姐妹染色单体提供的信息的同源重组机制更加准确地进行连接。Bancinyane L. Sibanda等人解析出DNA修复复合体中一种关键组分的高分辨率X射线结构。这种关键组分是DNA依赖性激酶催化亚基(DNA-PKcs),结合到Ku80的C末端肽上。这种结构提示着Ku80将需要修复的DNA末端呈递到DNA-PKcs二聚体上,而且它的活性受到DNA-PKcs单体之间的相互作用的调节。Ku80或BRCA1的结合可能提供一种在NHEJ和同源重组之间进行切换的开关。Ku80和BRCA1可能竞争DNA-PKcs上的相同结合位点。

6. Science:揭示枯草芽孢杆菌集缩素促进染色体浓缩机制
doi:10.1126/science.aai8982; doi:10.1126/science.aam7183

集缩素(condensin)蛋白复合体在染色体分离和浓缩中发挥着至关重要的作用。它们形成包围着和在结构上限制着DNA链的环形结构。Xindan Wang等人证实枯草芽孢杆菌集缩素将环形染色体的两个臂部连接在一起。这些蛋白复合体的这种功能似乎是先包围单个DNA双链体,然后通过“铐手铐(handcuffing)”的方式将两个DNA双链体连接在一起。这些蛋白复合体主动地沿着DNA移动,渐进地扩大DNA环形结构,从而导致染色体浓缩。

7. Science:解析出酵母线粒体核糖体的结构
doi:10.1126/science.aal2415

线粒体是产生ATP的真核生物细胞器。它们有专用的核糖体,即线粒体核糖体(mitoribosome)。线粒体核糖体编码一些在ATP产生中不可或缺的膜蛋白。Nirupa Desai等人利用低温电子显微术解析出这种75组分酵母线粒体核糖体的高分辨率结构。线粒体核糖体与现代的细菌核糖体具有共同的祖先。酵母线粒体核糖体和哺乳动物线粒体核糖体的结构之间的比较结果提示着它们如何发生不同的进化,从而执行物种特异性的功能。(生物谷 Bioon.com)

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