亮点推荐：中国学者Nature、Nature子刊多篇文章

　　

生物通报道：2007年自然出版集团宣布《Nature》出版集团的新出版物、名为Nature China的网站（www.naturechina.com.cn）正式启动。这一网站致力于聚焦中国大陆地区和香港的优秀科学成果，每周都会针对最新发表的论文，在此网站撰写摘要和评述。4月推荐研究文章包括：

Zhang, P., Wang, J. & Shi, Y. Structure and mechanism of the S component of a bacterial ECF transporter. Nature 468, 717–720 (2010).

来自清华大学生科院，医学院，普林斯顿大学Lewis Thomas实验室等处的研究人员报道了一种重要的转运因子的蛋白结构，这一结构由6个跨膜区域以之前未见报道的新折叠形式出现，这对于了解核黄素(维生素 B2)的运输，以及进一步拓展生物学结构具有重要意义。

近期研究发现了一类重要的蛋白：能量耦合因子（energy-coupling factor，ECF）转运蛋白，这类蛋白是一些微量营养元素的运输因子，负责原核生物的维生素摄入运输。每个ECF转运因子都包含一种嵌入细胞膜，能结合底物的蛋白结构：S组件，这一结构是能量耦合的关键部件，由两个ATP结合蛋白和一个跨膜蛋白组成。然而目前这一结构的具体构架，以及运输机制并不清楚。

在这篇文章中，研究人员确定了金黄葡萄球菌核黄素转运因子的S组件，即RibU的X-射线晶体结构，这一分辨率为3.6-Å的结构显示，RibU包含了6个跨膜区域，这6个区域以一种之前未见报道的方式折叠（如下图），其中核黄素是绑定在L1环和几个跨膜片段的周质部分上的。这种“膜嵌入基质结合域”结构揭示了一种保守的蛋白结构特征，也说明了ECF转运因子的运输机制。

Wang, J. X. et al. miR-499 regulates mitochondrial dynamics by targeting calcineurin and dynamin-related protein-1. Nature Med. 17, 71–79 (2011).

中科院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室的研究人员在研究中检测了一种miRNA: miR-499对于条件诱导的心肌梗塞严重程度及心肌细胞凋亡的影响，并揭示了miR-499在心肌细胞中的调控机制。这将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要推动作用。

前对miRNA功能的理解主要依赖于其在组织特异性或者发育阶段特异性表达，以及其进化保守性方面，因此主要受限在发育调控和癌症形成的研究。在这篇最新的文章中，研究人员检测了心肌缺血和心肌缺氧时小鼠心肌细胞中的miR-499水平，证实miR-499水平与细胞凋亡及心肌梗塞程度密切相关。研究人员还利用转基因小鼠证实miR-49可抑制条件诱导的心肌细胞凋亡和心肌梗塞。

在进一步的实验中研究人员发现钙调磷酸酶催化亚基（CnA）的两种亚型CnAα and CnAβ均为 miR-49的直接作用靶点。miR-49通过抑制钙调磷酸酶介导的Drp1蛋白去磷酸化作用，减少线粒体中Drp1积聚，抑制Drp1介导的线粒体分裂程序激活，从而保护心肌细胞免于凋亡。此外研究人员还证实p53可在转录水平上对miR-49进行负调控。

新研究通过大量离体、在体动物实验验证了miR-49水平对于心肌梗塞及心肌细胞凋亡的影响，揭示了miR-49对线粒体分裂机制关键调控作用。此外该项研究还将对心脏疾病的预防、治疗以及生物医药产业的发展起到重要的推动作用。

Zhang, Q. et al. Radical-mediated enzymatic carbon chain fragmentation-recombination. Nature Chem. Biol. doi:10.1038/nchembio.512 (2010).

研究人员发现了一个S-腺苷甲硫氨酸（SAM）依赖的新型酶蛋白NosL，以自由基介导的方式独立负责了3-甲基-2-吲哚酸（MIA）的合成，这一复杂的转化包含了不同寻常的“片段化重组”（Fragmentation-Recombination）过程。在体内和体外研究相结合的实验基础上，研究人员对NosL蛋白及其催化的反应进行了包括各种谱学手段在内的鉴定和表征，确定了相应的底物、产物（包括部分副产物和中间产物）和辅助因子，分析了C2-C3键断裂的模式，并推导了NosL的酶学机制。

Li, Z. et al. ECM1 controls TH2 cell egress from lymph nodes through re-expression of S1P1. Nature Immunol. 12, 178–185 (2011).

Nature Immunology杂志网络版刊登了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所孙兵研究组的最新研究成果。Th2细胞是一种重要的辅助性T细胞亚群，其在抗寄生虫感染，诱导系统性红斑狼疮，过敏性疾病及哮喘等疾病中发挥关键性作用。孙兵研究组从Th2细胞中寻找到一种新的功能性细胞外基质蛋白（Extracellular Matrix protein 1:ECM1），ECM1可以调控Th2细胞表面趋化因子受体S1P1的表达，进而选择性地控制Th2细胞从淋巴结中向外周炎症灶迁移。这一发现为我们深入了解Th2细胞的迁移调控和过敏性疾病的发生进程有重要的科学意义。

幼稚T细胞在淋巴结中被抗原递呈细胞活化，分化成熟为不同的效应性T细胞。这些细胞将迁移至病灶部位发挥功能。T细胞的迁移在时间和空间上被精确调节。在这调节过程中，趋化因子受体S1P1在T细胞的表达调控，对细胞的迁移发挥着重要作用，但其调控机制有待澄清。

通过研究Th2细胞介导的小鼠过敏性哮喘模型，孙兵研究组的李振虎和张渊博士发现ECM1在Th2细胞中被高表达。利用ECM1基因敲除技术在过敏性哮喘小鼠模型中证明ECM1的缺失会导致哮喘疾病症状的减轻。ECM1的缺失会使Th2细胞停留在淋巴结中，而在Th1细胞中不存在这种现象。研究机制表明：在Th2细胞活化的晚期，其所分泌ECM1分子与Th2细胞表面的白介素2受体的β亚基相互作用，进而抑制IL-2介导的STAT5磷酸化，从而解除对转录调控因子klf2的抑制作用，促进S1P1的表达，并最终促进T细胞的迁移。这些发现有助于我们更好的理解Th2细胞的迁移和其所介导的免疫性疾病的关系。新研究工作提示，ECM1有可能作为过敏性哮喘治疗的药物靶标。

Lam, H. M. et al. Resequencing of 31 wild and cultivated soybean genomes identifies patterns of genetic diversity and selection. Nature Genet. 42, 1053–1059 (2010).

来自香港中文大学生科院，及农业生物技术国家重点实验室，深圳华大基因，丹麦哥本哈根大学等处的研究人员破解31个野生和培植大豆品种的全基因组密码，揭示两者在基因组上的差异，这将有助于了解农业行为对大豆生物多样性的影响。这一研究成果公布在Nature Genetics杂志的封面上。

大豆是中国和亚洲地区的重要传统作物，蕴含丰富营养价值，是提供食粮和饲料的重要经济作物。虽然大豆起源于中国，但国内的大豆生产只及需求的三分之一，令中国成为全球最大的大豆进口国，每年耗资数十亿美元购买大豆，进口总额为全球大豆总出口量的一半。

这项最新研究是首次全由中国科学家在大豆的故乡——中国完成的一项大型大豆基因组课题，突破了先进国家在大豆高端研究的垄断，这项“大豆回家”项目主要是通过生物信息学解读大豆基因组数据，发现培植大豆在人类长期筛选的影响下，呈现狭窄的生物多样性，对可持续种植带来负面影响。

在这篇文章中，研究人员运用新一代测序技术对17株野生大豆和14株栽培大豆进行了全基因组重测序，利用SOAP软件v2.18比对到大豆的参考基因组上，总共发现了630多万个单核甘酸多态性位点(SNPs)，建立了高密度的分子标记图谱。同时通过SOAPdenovo软件分别对野生大豆和栽培大豆进行组装，从而鉴定出了18万多个两种大豆中获得和缺失变异(PAVs)，得到了在栽培大豆中获得及丢失的基因。

这项研究获得的基因数据揭示了大豆基因组在驯化过程中发生的变化。通过比较野生大豆和培植大豆的基因组差异，为寻回在人工筛选中流失的重要基因打下基础。

大豆基因组不同于其它农作物植物的特点在于，大豆存在较高程度的基因连锁不平衡和较高比例的单核甘酸非同义替换/同义替换比例。该项发现表明，在大豆育种方面，分子标记育种比基因图位克隆可能会拥有更多的优势。大量的基因组数据有助世界其他大豆科学家进行更深入和高通量的研究。有关研究同时为育种家提供育种相关的重要科学信息，说明由于大豆基因组的重组交换率极低，分子标记辅助育种的应用有很大的发展潜力。

（生物通：万纹）