Cell杂志最受关注十篇文章（1月）

本期排在第一的文章讲述的是生命起源的故事——来自伦敦大学，杜塞尔多夫大学的研究人员第一次追踪到了活细胞生物能量特征的起源：仅由岩石，水和二氧化碳组成的一种途径。

　　

生物通报道：Cell创刊于1976年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为：

1. The Origin of Membrane Bioenergetics
Nick Lane, William F. Martin

来自伦敦大学，杜塞尔多夫大学的研究人员第一次追踪到了活细胞生物能量特征的起源：仅由岩石，水和二氧化碳组成的一种途径。这一研究成果公布在Cell杂志上。在生命起源的问题上，首先需要解决的是能源问题，因为生物体要进行新陈代谢和复制，就需要大量的能量，而此时能催化特异性反应的酶还没有进化出来，大多数能量如果不用，那么就只能丢弃。

那么，早期地球上的这所有的能量来自于哪里呢？又是如何能驱动生命所需的有机化学反应的呢？

答案就在海底热液喷口（hydrothermal vent）的化学成分中。在这篇论文中，伦敦大学的Nick Lane和杜塞尔多夫大学的Bill Martin解答了这个关于能量来源的问题，以及为什么所有生命都采用了一种膜上节能性的离子梯度。

2. MeCP2 Binds to 5hmC Enriched within Active Genes and Accessible Chromatin in the Nervous System
Marian Mellén, Pinar Ayata, Scott Dewell, Skirmantas Kriaucionis, Nathaniel Heintz

5羟甲基胞嘧啶（5hmC）神经元基因组中高水平存在，其在中枢神经系统的机制可能不同于胚胎干细胞。

在这篇文章中，研究人员通过定量全基因组分析5hmC发现，在CNS类型的细胞体内的5 - 甲基胞嘧啶（5mC）和基因表达的差异化的。5hmC是丰富的活性基因，令人惊讶的是，这些区域强烈低表达5mC。表观遗传标记关键取决于细胞类型。重大的5hmC-结合蛋白在大脑中的甲基化CpG结合蛋白2（MeCP2），并且MeCP2的高亲和力使得5mC能够与DNA结合。 Rett氏综合征的致病突变R133C优先抑制5hmC证明了5hmC和MeCP2的模式，即特定细胞的染色质结构和基因表达调控的表观遗传学机制。

3. Hallmarks of Cancer: The Next Generation
Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg

老牌明星论文，上榜无数次了，

由癌症研究泰斗：Robert A.Weinberg完成的最新癌症综述是之前他的一篇文章“The Hallmarks of Cancer”的升级版——之前那篇文章介绍了肿瘤细胞的六大基本特征，被称为肿瘤学研究的经典论文，到目前为止，这篇论文已经被引用了上万次。

2011年3月，Robert A.Weinberg同样是和Douglas Hanahan合作，完成长达29页的论文，简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展，包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等，并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：

自给自足生长信号（Self-Sufficiency in Growth Signals）；抗生长信号的不敏感（Insensitivity to Antigrowth Signals）；抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)；潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential)；持续的血管生成(Sustained Angiogenesis)；组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis)；避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction)；促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）； 细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）；基因组不稳定和突变（Genome Instability and Mutation）。

4. A Molecular Roadmap of Reprogramming Somatic Cells into iPS Cells
Jose M. Polo, Endre Anderssen, Ryan M. Walsh, Benjamin A. Schwarz, Christian M. Nefzger, Sue Mei Lim, Marti Borkent, Effie Apostolou, Sara Alaei, Jennifer Cloutier et al.

研究人员通过全基因组分析检测了预备转变为iPS细胞的中间前体细胞。研究人员证实诱导多能性过程引起了两次转录波，第一波是由c-Myc/Klf4驱动，第二波是由Oct4/Sox2/Klf4驱动。难以发生重编程的细胞激活了第一波，但却无法启动第二转录波，提高4个因子的表达则可以解决这一问题。此外，研究人员发现在第一波后逐渐形成了一些双价基因（Bivalent genes），而在第二波后细胞获得稳定的多能性之时细胞才发生DNA甲基化改变。通过这一综合性的分析，研究人员还确定了在重编程过程中充当路障的基因，以及细胞进一步富集从而使之更易于形成iPSCs的表面标记物。

5. Whole-Genome Sequencing in Autism Identifies Hot Spots for De Novo Germline Mutation
Jacob J. Michaelson, Yujian Shi, Madhusudan Gujral, Hancheng Zheng, Dheeraj Malhotra, Xin Jin, Minghan Jian, Guangming Liu, Douglas Greer, Abhishek Bhandari et al.

“华南理工大学—深圳华大基因研究院”生命科学创新学院基因组科学创新班学生再传捷报。由生物学院2011级微生物学专业博士研究生金鑫作为并列第一作者，2007级生物工程专业本科毕业生简铭汉作为署名作者，华南理工大学作为第六完成单位，美国加利福尼亚大学、深圳华大基因研究院等单位共同合作完成的《基因胚系de novo突变及其与自闭症之间的关联性》（Whole-Genome Sequencing in Autism Identifies Hot Spots for De Novo Germline Mutation）高水平研究成果在生命科学领域顶级期刊《Cell》上公开发表。

该项研究全面探讨了基因组范围内突变发生速率的差异，发生突变的整体模式及其对人类遗传多样性和疾病易感性的影响，揭示超突变性是影响包括自闭症在内的致病基因的共同特征，为深入探索疾病致病机制奠定了重要的分子基础和提供了新的研究思路。大量新的自闭症易感基因的发现，将为未来自闭症的早期诊断、治疗等打下基础。

6. β-Catenin-Driven Cancers Require a YAP1 Transcriptional Complex for Survival and Tumorigenesis
Joseph Rosenbluh, Deepak Nijhawan, Andrew G. Cox, Xingnan Li, James T. Neal, Eric J. Schafer, Travis I. Zack, Xiaoxing Wang, Aviad Tsherniak, Anna C. Schinzel et al.

为破解β-catenin的具体作用机制，研究人员对85种癌细胞中β-catenin的活化进行分类，结果发现了YAP1的调整作用在β-catenin活化癌细胞信号网络中起到关键作用，YAP1和TBX5转录因子和β-catenin形成复合体。Yap 1通过酪氨酸激酶YES1磷酸化，结果推动BCL2L1和BIRC5等细胞抗凋亡基因定位。这样一个小分子抑制剂阻碍扩散癌症细胞系和动物模型中β- catenin依赖的癌细胞增殖。这些结果表明β- catenin-yap1-tbx5复合体是β- catenin活化癌细胞中起到至关重要的作用。

7. The Histone Deacetylase SIRT6 Is a Tumor Suppressor that Controls Cancer Metabolism
Carlos Sebastián, Bernadette M.M. Zwaans, Dafne M. Silberman, Melissa Gymrek, Alon Goren, Lei Zhong, Oren Ram, Jessica Truelove, Alexander R. Guimaraes, Debra Toiber et al.

一个已知调控细胞葡萄糖代谢的蛋白质，似乎也是重要的肿瘤抑制因子。这一发现为针对细胞代谢的治疗增加了可能性，或许有助于抑制肿瘤生长。在这篇论文中，一个多机构研究小组描述了他们的研究发现，证实缺乏SIRT6酶的细胞可快速癌变。他们还发现当缺乏SIRT6时，失控的糖酵解（正常葡萄糖代谢的一个阶段）有可能推动肿瘤形成，而抑制糖酵解可以阻止肿瘤形成。

8. Role of TAZ as Mediator of Wnt Signaling
Luca Azzolin, Francesca Zanconato, Silvia Bresolin, Mattia Forcato, Giuseppe Basso, Silvio Bicciato, Michelangelo Cordenonsi, Stefano Piccolo

研究人员发现Wnt/β-catenin级联中有一个重要的转录共激活因子：TAZ，而后者正是在Hippo信号通路中发挥了信号介质作用。

TAZ基因编码的蛋白在心脏和骨骼肌中表达水平很高，这个基因的突变与一些临床疾病的发生存在关联。研究人员发现TAZ是Wnt/β-catenin信号途径中的下游元件，其作用与其在Hippo信号途径中作用相关。在没有Wnt信号的时候，β-catenin的复合体组成部分：APC, Axin，和GSK3表达水平较低，TAZ的降解取决于磷酸化β-catenin。当有Wnt信号的时候，β-catenin就能从降解复合物中逃脱出来，导致TAZ无法降解，从而引起这两种作用因子的积累。在全基因组水平上，Wnt基因转录中很大一部分都受到了TAZ的介导，TAZ的激活是Wnt信号的一个主要特征，也与Wnt生物学作用密切相关。

9. Architecture of the Atg17 Complex as a Scaffold for Autophagosome Biogenesis
Michael J. Ragusa, Robin E. Stanley, James H. Hurley

10. Exosomes Mediate Stromal Mobilization of Autocrine Wnt-PCP Signaling in Breast Cancer Cell Migration
Valbona Luga, Liang Zhang, Alicia M. Viloria-Petit, Abiodun A. Ogunjimi, Mohammad R. Inanlou, Elaine Chiu, Marguerite Buchanan, Abdel Nasser Hosein, Mark Basik, Jeffrey L. Wrana

通过在实验室中对人类乳腺癌细胞展开研究，研究人员发现肿瘤细胞设置了数套指令，以一种蛋白质“信息”的形式在健康细胞和癌细胞之间传送。研究人员发现执行这一对话的实际上是细胞的外来体（exosome）。在癌症中，肿瘤细胞通过释放外来体影响邻近细胞，邻近的正常细胞通过分泌外来体来帮助肿瘤细胞扩散。

（生物通：万纹）