学习文献看什么？专家推荐七篇论文

　　

生物通报道：“F1000（Faculty of 1000 Medicine）”又名“千名医学家”，是由美国哈佛大学和英国剑桥大学等全世界2500名国际顶级医学教授组成的国际权威机构。其中近期最受关注的七篇论文如下：

L.Q. Chen et al., Nature, 468:527-32, 2010. Evaluations by G. Oldroyd, John Innes Cen; J. Schroeder, UCSD; A. Sugio & S. Hogenhout, John Innes Cen; J. Patrick, Univ Newcastle, Australia; D. Alpers, Wash U Sch of Med; B. Stieger, Univ Hosp Zurich; T. Palva, Univ Helsinki; H.E. Neuhaus, Univ Kaiserslautern.

一组以前不知道的糖运输蛋白已被识别出来---最初是在植物中， 但由于同源蛋白明显广泛分布，所以它们也在动物中被识别出。

在植物中，这些SWEET受体相应于那些人们长期寻找的、向花蜜、种子和花粉发育供应葡萄糖的运输蛋白。这些运输蛋白中的其中一些被病原体利用来为复制提供糖。后生动物同源蛋白也调控葡萄糖运输，并且还可能涉及糖从小肠、肝脏、附睾和乳腺细胞中的流出。

CRASH-2 trial collaborators, Lancet, 376:23-32, 2010. Evaluated by L. Vincent & C. Waldmann. Royal Berkshire Hosp; S. Cimbanassi & O. Chiara, Niguarda Ca’Granda Hosp; G. Martin, Emory Univ; J. Neely & A. Vuylsteke, Papworth Hosp; N. Latronico, Univ of Brescia; P. Ray, Groupe Hosp Pitié-Salpêtrière; J. Levy, Emory Univ. Dissented by N. Bruder, CHU Timone.

P. Kanchanawong et al., Nature, 468:580-4, 2010. Evaluations by G. Danuser, Harvard Med School; M. Humphries, Univ Manchester; H. Schiller & R. Fassler, Max Planck Gesellschaft; R. Zaidel-Bar, Nat Univ Singapore; J. Couchman, Univ Copenhagen.

来自美国国立卫生研究院，霍德华休斯医学院，佛罗里达州立大学等处的研究人员利用一种称为干涉测量光激活定位显微技术（iPALM，interferometric photoactivated localization microscopy）的方法，发现了细胞粘着斑(focal adhesion)蛋白的显微结构，从而为理解这一重要的蛋白结构，以及分析蛋白功能提供了新的信息。这一研究成果公布在Nature杂志封面上。

这项研究由物理学家与生物学家共同完成，是高分辨率显微镜技术发展的又一成果。近年来随着各项工具方法的发展，尤其是物理学界接二连三出现的重大科研进展，显微技术发展迅速：2008年，本文的作者之一Harald F. Hess与另外一位研究人员利用一部在自家客厅组装的光学显微镜发展出一套光敏定位显微镜：PALM观察细胞中个别蛋白质分子的位置，从而达到了电子显微镜的分辨率，这是高分辨率显微技术发展的一个里程碑。

传统光学显微镜受限于光的波长，对于200nm以下的小东西只能摇头兴叹。虽然电子显微镜可以达到奈米级的分辨率，但通电的结果容易造成样品的破坏，因此能观测的样本也相当有限。分子生物学家虽然可以做到把若干想观察的蛋白质贴上荧光卷标，但这些蛋白质还是经常挤在一块，在显微镜下分不出谁是谁。

光敏定位显微镜：PALM可以用来观察纳米级生物，相较于电子显微镜有更清晰的对比度，如果给不同蛋白接上不同的荧光标记，就能用来进一步研究蛋白质间的相互作用。

这几年高分辨率荧光显微镜跨越了一大步，使得研究者可以从纳米级观测细胞突起的伸展，从而宣告200—750纳米大小范围的模糊团块的时代结束了。最新的这篇文章就是这一技术的新进步，这种iPALM是将PALM技术与光的干涉原理结合起来，将三维的分辨率提高到20 nm以内，并极大地提高了收集同样光子后的定位精度。

在这篇文章中，研究人员就是通过这一新技术在纳米尺度上观测到了粘着斑的蛋白组织方式，粘着斑是细胞外基质与一个细胞的肌动蛋白细胞骨架之间的物理联系，它们能通过整联蛋白（或称整合素）发挥作用。它们在人体生理中具有根本性的重要性，因为它们调控细胞粘附、机械传感和控制细胞生长及分化的信号。

研究人员发现这种蛋白是组织良好的超级结构，整联蛋白和肌动蛋白被一个40纳米长、由部分重叠的蛋白特异性层组成的核分开，又被人踝蛋白(talin)联系在一起。这种多层架构产生三个或更多单独的腔室，它们调控粘着斑的相互独立的功能。

B. Akiyoshi et al., Nature, 468:576-79. 2010. Evaluations by W. Earnshaw, Univ Edinburgh; R. Oliveira, Univ Oxford; Y. Dalal, NCI; E. Marco & G. Danuser, Harvard Med Sch; J. Millar, Univ Warwick; I. Cheeseman, MIT.

拉力能直接稳定重组的着丝点与微管之间的连接

在细胞分裂的过程中，大分子着丝粒连接着染色体和动态的微管顶端，为染色体的分离提供力量。染色体准确的分开基于选择性的稳定双向着丝粒-微管连接。以前的研究认为，拉力对于双向着丝粒-微管连接的稳定作用是间接通过抑制了Aurora B的不稳定作用而产生的。但是要更清楚的了解拉力的作用需要在体外重组着丝粒-微管连接，并对其进行生物化学和生物物理学的分析。

着丝点是染色体上的一种蛋白质结构，是纺锤丝在分裂过程中将染色体拉分开时附着在染色体上的位置。着丝点在真核生物中形成并在着丝粒上组装，在有丝分裂和减数分裂期间，将染色体从有丝分裂的纺锤体连接到微导管聚合物上。着丝粒包括两块区域：一个内着丝点，和DNA着丝粒紧密连接；一个外着丝点，和微导管发生作用。单着丝粒生物，包括脊椎科，霉菌和大量植物，在每个染色体上有一个单独的着丝点区，联合起来组成一个着丝点。全着丝粒生物，包括线虫类如蛔虫，顺着染色体的长度方向组装着丝点。在染色体有丝分裂的S期，染色体自我复制，两个姐妹染色单体和它们的面对相反方向的着丝点结合在一起。在中期到后期的转变中，姐妹染色单体各自分离，各染色单体上的独立着丝点驱动它们向纺锤体的两极运动，形成两个新的子细胞。因此着丝点是经典有丝分裂和减数分裂中染色体分离必不可少的要素。

即使是最简单的着丝点也包括超过45个不同的蛋白质，其中大部分存在于真核细胞中，包括一类专门的H3组蛋白变种（称为CENP-A或CenH3），它们帮助着丝点和DNA连接。着丝点中的其他蛋白质使着丝点附着于有丝分裂纺锤体的微导管上。同时也有蛋白质发动机，如动力蛋白和驱动蛋白，为有丝分裂中染色体的运动提供动力。其他一些蛋白，如MAD2，监测微导管的附着，姐妹着丝点的张力，并在缺少这两项中任意一项的情况下激活纺锤体检查点来阻止细胞复制的循环周期。

着丝点(kinetochore）区别于着丝粒(centromere)，是着丝粒两侧各有一个由蛋白质构成的3层盘状特化结构，为非染色体性质物质的附加物。在染色质（染色体）被碱性染料染色时，着丝点部分染色很浅或 根本不染色，由于着丝点部位几乎把着丝粒覆盖，所以，染色后观察染色体的外形，在着丝点部位几乎看不到着色。着丝点与染色体的移动有关，在细胞分裂（包括有丝分裂和减数分裂）的前、中、后期，纺锤体的纺锤丝（或星射线）微管就附着在着丝点上，并牵引染色体移动，意即纺锤体的纺锤丝（或星射丝）直接附着在着丝点上而不是附着在染色体着丝粒上，没有着丝点，染色体不能由纺锤丝牵引移动。因此，着丝点和着丝粒并非同一结构，它们的功能也不同，但它们的位置关系是固定的，有时用着丝点或着丝粒泛指它们所在的染色体主缢痕位置是可以理解的。

这篇文章的作者将着丝点蛋白复合物从芽殖酵母中分离出来，并能保持其大多数蛋白质，接着在体外重组了着丝粒-微管连接。作者进行实验验证了体外重组着丝粒-微管连接的实验条件是接近体内环境的。最后，作者发现拉力对重组的着丝点与微管之间的连接有直接的稳定作用。

A. Ben-Shem et al., Science, 330:1203-09, 2010. Evaluated by D. Gallie, UC Riverside; M. Elvekrog, D. MacDougall & R. Gonzalez, Columbia Univ; R. Batey, Univ Colorado Boulder; D. Ermolenko & G. Makhatadze, Rensselaer Polytechnic Inst.

真核生物核糖体的晶体结构
研究人员利用X射线晶体学技术以4.15埃的分辨率获得酵母80S核糖体晶体结构模型，这是目前基于X射线晶体学数据获得的第一个真核生物核糖体模型，以此揭示了核糖体内和核糖体两亚基之间独特的相互作用以及真核生物翻译机制的复杂性，并有助于科学家们更深入地了解真核生物蛋白质合成。这一论文标志着蛋白质合成研究的一个新里程碑。

G.D. Victora et al., Cell, 143:592-605, 2010. Evaluated by J. Deguine & P. Bousso, Institut Pasteur; Y. Wang & D. Bhattacharya, Washington Univ; N. Harwood & F. Batista, Cancer Res UK, London Res Inst; K.-M. Toellner, Univ Birmingham.

P.J. Stephens et al., Cell, 144:27-40, 2011. Evaluated by J. Camps & T. Ried, NCI; Y. Dalal, NCI; G. Neri, Univ Cattolica S Cuore; R. Booth, Virobay Inc; Y. Xu & M. Komiyama, Univ Tokyo.

英国科学家找到了“急性癌症”的形成原因：细胞内的染色体发生“爆炸”破坏了DNA，从而让人有可能在短时间内患上癌症。

传统理论认为癌症是人体经历成千上万次的细胞突变后，慢慢演化的结果。但英国著名的疾病研究机构桑格研究所的新发现推翻了这种看法。这暗示了不管人们怎么努力保持身体健康，也不能保证命运不会拿他们开玩笑。同时还说明了为什么有些人在体检时根本没发现癌症痕迹，但数月后突然就被诊断患上这种疾病了。

桑格学院的科学家是通过研究750个肿瘤的遗传缺陷后得出以上结论的。其中大部分的案例都与传统理论相符，染色体的损坏是常年累积的结果。然而，其中至少有1/40的肿瘤不符合“标准模式”，有的染色体似乎是在一夜之间遭到破坏的。

 “Faculty of 1000 Biology”创办于2002年1月，是一种在线科研评价系统，其推荐原则立足于论文本身的科学意义而非发表在什么杂志上。该系统根据全球2300多名资深科学家的意见，提供对近期发表的生物科学论文的快速评论，目的是帮助广大科研人员遴选和发现有价值的研究工作。该机构专家根据论文对当前世界生物医学和临床实践的贡献程度和科学价值，每年对全球SCI文章总数不足千分之二的优秀精品医学论文进行推荐和点评，并赋予“F1000论文”称号向医学界推荐，涵盖了医学各个学科，是一项很高的学术荣誉。

（生物通：万纹）