自然子刊结构和分子生物学等内容综览

　　

《自然—结构和分子生物学》结伴犯罪
    科学家们在4月出版的《自然—结构和分子生物学》上报告说，他们鉴别出一种对两种人类病毒复制起关键作用的酶的详细结构。

    Hommel和同事研究了一种来自登革热病毒和西尼罗河病毒的病毒酶NS3pro。NS3pro对刚合成的病毒蛋白质进行处理，这一过程对这两种病毒的复制至关重要。NS3pro的活性取决于另外一种病毒蛋白质NS2B。NS2B激活NS3pro，但科学家们并不知道激活过程是怎么发生的。Hommel和同事确定出西尼罗河病毒和登革热病毒的NS3pro和NS2B的三维结构。这些结构显示NS2B通过帮助NS3pro识别目标而将之激活。

    据估计，世界上每年有25亿人会因登革热和西尼罗河病毒而致病。目前，还没有疫苗或治疗方法可预防或治愈这些病毒，因此，这些信息将有助于开发对付西尼罗河和登革热病毒的新药。

    《自然—遗传学》遗传变异与常见皮肤病

    聚角蛋白微丝蛋白是皮肤的一道防御线。研究人员在4月出版的《自然—遗传学》上报告说，聚角蛋白微丝蛋白的变异与遗传性皮肤病发病风险的增加密切相关，这些遗传性皮肤病包括遗传性皮炎、过敏症和哮喘。

    英国敦提大学的Irwin McLean 和同事早就发现，作为皮肤中的一种成分，聚角蛋白微丝蛋白的作用是阻止过敏原、毒素和感染性物质进入皮肤，聚角蛋白微丝蛋白的变异会导致寻常型鳞病的发生。

    观察到许多患有这种皮肤病的人也伴随有遗传性皮炎， McLean和同事着手研究这些聚角蛋白微丝蛋白变异与普通人群出现遗传性皮炎风险的关系。他们在试验群体中发现，聚角蛋白微丝蛋白功能的缺失与遗传性皮炎和伴随型亚型哮喘发生率的显著提高有密切相关，但又与独立于皮炎的哮喘的发生没有关系。他们由此推测：聚角蛋白微丝蛋白的缺失导致皮肤防御线出现漏洞，从而让引发疾病的过敏原穿越皮肤，导致疾病的发生。在发达国家，大约有20%的人会患上遗传性疾病。研究人们还发现，两种聚角蛋白微丝蛋白的变异出现在9%的欧洲裔人口中。

    《自然—材料学》塑料电子挑战非晶硅

    研究人员在4月出版的《自然—材料学》上报告说，他们研制出一种相当于非晶硅的具有电子性能的聚合物。这项工作是由英国和美国的工业界与学术界组成的团队完成的，他们的研究显示：印制聚合材料最终可达相当的速度和性能，堪与目前使用的非晶硅晶体管媲美。

    在这种新型的聚合物材料中，单个分子间能以更有效的方式排列。结果，该聚合物的电子学性能比以前报道的好6倍，再加上在空气中良好的稳定性，这种聚合物因此成为非晶硅等传统材料的理想替代品，为未来的产品提供了一种更便宜更方便的电子线路。

    因为聚合物可使用简单的印制技术生产，因此，这种材料做成的电路具有柔性和成本低廉等特点。

    《自然—方法学》让链霉亲和素靶向工作

    研究人员在4月出版的《自然—方法学》上报告说，他们发明了一种更好的方法来改变蛋白质标记和修饰的常用系统，以降低副交叉反应的出现。

    因具有非凡的特异性和彼此间强大的亲和力，在生物学研究中，蛋白质链霉亲和素和它的小分子靶标生物素是一对真正的“动力二重演奏”，是生物化学实验技术设计中科学家们永远的最爱。比如，在使用连接链霉亲和素的荧光剂做标志时，研究人员可轻易地让与生物素连接的蛋白质具有高度专一性。然而，链霉亲和素系统天然具有的四聚物形式（由四个蛋白质形成的系统）严重限制了这种方法的应用，因为这种系统与四个生物素分子结合在一起，导致不期望的交叉生物标签目标的出现。

    因此，通过基因改造工程培育的单节显性链霉亲和素能让不必要的生物素亲和性的降低。

    Alice Ting的实验室提出了一种新的替代方法：通过基因工程改造“死的”链霉亲和素，让它们彼此结合在一起，但不与生物素结合。通过将两种类型的链霉亲和素单体在适当的位置结合在一起，并分离出由三个死亡子体和一个活子体组成的四聚物，他们获得了具有单体功能的链霉亲和素复合物，这种复合物只与一种生物素分子连接，而不相关生物标签点丛的出现大大减少了。
新方法也为二价和三价四聚物的建立提供了可能。

    《自然—物理学》X射线技术细看软组织

    研究人员在4月出版的《自然—物理学》上报告说，一种新的X射线技术可提高对软组织成像的清晰度。Franz Pfeiffer和同事认为，这种技术已经可以应用于传统的医学X射线成像设备中，从而让它更容易用于疾病的诊断。

    这种技术的核心是更多地提取通过组织的X射线的信息。传统的X射线成像依赖于身体中不同的组织对射线吸收量的差异，因而，能够比较容易将骨骼和其他密集组织(如肿瘤)的结构与周围组织区分开来。但是，软组织只吸引少量的X射线，所以它们之间的X射线成像图片的差异对比不大，因此，很难通过X射线图片来仔细区分软组织。

    在他们的新技术中，Pfeiffer和同事不仅考虑到组织对X射线的吸收程度差异，而且还考虑到射线穿越组织时的速度，即射线出现在组织的两个边界时的相变。因为X射线相变在穿越组分差异很小的组织时也很敏感，利用这一信息可大大提高X射线图片的对比度，从而得以清晰地判断组织的结构。

    《自然—生物技术》转基因猪含健康脂肪酸

    奥米伽3脂肪酸是一种有益人体健康的脂肪，自然界中这种酸只存在于鱼油。如今，研究人员在4月出版的《自然—生物技术》中报告说，他们培育出一种含高水平奥米伽3脂肪酸的小猪。如果这种猪肉进入了超市，那么，人们将会获取到更多的健康脂肪酸。

    因为奥米伽3脂肪酸有益于慢性炎症疾病，如心血管疾病、风湿性关节炎和糖尿病，所以最近对这种脂肪酸的需求日益增加。因为鱼量的减少，而且鱼类可能被重金属染污，人类的食品结构中需要有一种新型的奥米伽3脂肪酸来源。

    为了增加猪肉中奥米伽3脂肪酸的含量，Jing Kang和同事研制出一种含外源基因的小猪。由这种基因编码的蛋白质能将一种类型的脂肪酸转化为奥米伽3脂肪酸。但研究人员同时指出，在奥米伽3小猪用于人类消费前，还需要进一步的研究探索诸如这种小猪的长期健康问题，以及这种小猪长成年后，是否能继续维持高水平的奥米伽3脂肪酸等问题。

    《自然—免疫学》流感杀手

    研究人员在4月出版的《自然—免疫学》上报告说，他们鉴别出一种可识别流感感染的关键分子。这种名为 NCR1的分子是表达“自然杀手细胞NK”的活跃受体，是病毒感染时免疫系统的早期应答者。缺失这种NCR1表达的小鼠受到流感病毒感染时会死亡，而它们拥有未发生变异的同胞兄弟却能生存。这些研究数据表明：识别流感病毒的NCR1在个体防御流感侵袭过程中发生了关键作用。

    研究人员在所有接受检测的哺乳类动物体内都发现了类似于NCR1的分子，包括在人体内检测到的NK细胞受体分子Ly94。NCR1能够识别在流感病毒分子表面表达的蛋白质红血球凝聚素。虽然缺失NCR1的NK分子会积累在被感染小鼠的肺部，它们却不能摧毁被病毒感染的细胞，而且会很快屈服并死亡于感染。

    研究人员发现，拥有不同遗传背景的小鼠在缺失NCR1受体时会有相同的表现，即缺少抵抗力。新发现有望用于人类对付流感的战略。