华中科技大学最新Cell文章

　　

生物通报道：来自华中科技大学，分子生物物理教育部重点实验室，美国密歇根大学的研究人员发现最新研究成果，发现味觉受体同源体 LITE-1，是动物王国中一类与众不同的光感受器。

这一研究成果公布在11月17日的Cell杂志上，文章的通讯作者是华中科技大学刘剑峰（Jianfeng Liu）教授，以及密歇根大学的许献忠（ X.Z. Shawn Xu ）教授。

线虫是数量最多的动物之一，寄生于动植物，或自由生活于土壤、淡水和海水中。因为结构简单、代谢单一、身体透明便于观察，它们和小鼠、果蝇、斑马鱼等都成为科学家们最爱的实验动物。

之前科学家曾以为线虫是没有视觉的，Kenneth Miller博士领导发现线虫在显微镜下对光线有敏感性，而且将瘫痪的线虫暴露在紫外光下，线虫会恢复正常的移动能力。Miller研究组之后对线虫的感光器进行追踪，他们发现一个名为LITE-1的基因编码线虫的感光器。这一感光器与先前研究发现的生物体感光器不同。新发现突破抑郁症、精神分裂和不眠症研究障碍

然而关于LITE-1是否能作为一种化学感受器或者感光器，至今科学家仍不清楚，由于目前只在后生动物中发现了两种类型的光感受器（opsins 和cryptochromes），因此解答这一问题具有重要意义。

在这篇文章中，研究人员发现LITE-1能直接吸收UVA光和UVB光，并且消光系数要比视蛋白（opsins）和隐花色素（cryptochromes）高出10-100倍，这表明LITE-能高效捕捉光子。

与典型的光感受器不同，LITE-1并不是采用假生色团来俘获光子，而且严格依赖于其光吸收的蛋白构型。研究人员进一步发现了LITE-1功能关键所在的两个色氨酸残基，有趣的是与GPCRs不同，LITE-1采用的是反膜拓扑结构。

由此研究人员指出，LITE-1作为一种味觉受体同源体，是动物王国中一类与众不同的光感受器。

刘剑峰研究组近期还在Nature Communications上发文，首次发现低剂量的过氧化氢能够通过激活TRPV 受体增强线虫的感觉行为以及神经元功能。

这一研究首次发现尽管高剂量的活性氧（ROS）对于机体有多方面的不利作用，低剂量的过氧化氢处理并没有损坏线虫的感觉行为以及神经元功能，反而能够通过激活一条保守的由MAPK激酶到AKT的信号通路来增强线虫的感觉行为以及神经元功能。进一步的研究表明AKT是通过磷酸化TRPV受体来引发这种增强的效应。

（生物通：万纹）

作者简介：

许献忠
****讲座教授、 楚天学者讲座教授 (招收联合培养硕博研究生）

教育经历 1991，武汉大学生物化学学士
1994，武汉大学生物化学硕士
2000，美国约翰霍普金斯大学生物化学博士
工作经历 2001-2005， 博士后，美国加州理工学院；
2005-至今， 先后任：助理教授，副教授(终身教授)，正教授（终身教授），美国密歇根大学；
2012- 至今， Bernard W. Agranoff讲席教授，美国密歇根大学；****讲座教授，楚天学者讲座教授， 华中科技大学；华科大生科院衰老研究实验室（中美联合），国际主任；华科大生科院神经生物学研究实验室（中美联合），国际主任。

研究方向
1）神经生物学：神经生物学(脑科学)是现代生物学的前沿之一，美国及欧洲都已设立“脑计划”来重点推进神经生物学的研究。我们利用分子生物学、分子遗传学、细胞生物学、生物物理学及功能成像的手段来研究神经生物学中几个重大问题。 比如基因及环境是如何影响动物的行为？神经环路如何控制动物的行为？学习及记忆的机制？药物成瘾的机制？我们主要以模式生物为基础来进行相关研究。

2）衰老及长寿的分子生物学：随着人口老化的加速，衰老生物学无疑正成为当今生物医学领域的一个研究热点。我们利用分子生物学、分子遗传学及生物化学的手段来研究衰老及长寿领域的几个重大问题：基因如何影响寿命？环境尤其是食物又是如何影响寿命的？环境及基因如何相互作用及神经系统在此中的功能？我们主要以模式生物来开展相关研究。

近年的科研项目、专著与论文、专利、获奖
许献忠教授许多先驱性研究成果都以通讯作者或第一作者发表在国际顶级期刊上，如: Cell（6篇）、Nature （1 篇）、以及Nature子刊如Nature Neuroscience（3 篇）、Nature Communications（1 篇）和Cell子刊如Neuron（3 篇）、Cell Metabolism （1 篇）等。
国内获得的荣誉和称号: 教育部****讲座教授，（2014）；湖北省楚天学者讲座教授，（2014）
 

刘剑峰
博士生导师、教育部****特聘教授、华中学者（特聘岗）

教育经历 1989年-1993年，武汉大学生命科学院，生物化学专业学士；
1993年-1995年，法国巴黎第十三大学，分子生物学及生物材料学硕士；
1996年-1998年，法国巴黎第十二大学，分子生物学及生物化学博士。
工作经历 1999年-2001年，法国巴黎国家科学研究中心Cochin研究所，博士后；
2001年-2003年，美国赛诺菲-安万特药业公司研发中心和法国蒙彼利埃国家科学研究中心功能基因研究所，博士后；
2003年至今， 华中科技大学生命科学与技术学院，教授，副院长；分子生物物理教育部重点实验室，常务副主任；细胞信号转导实验室主任、衰老研究实验室主任；神经生物学研究实验室主任。
学术兼职 Faculty of 1000神经和精神药理学领域评审专家；中国生物物理学会 “膜与细胞生物物理分会”委员。
研究方向 1） 从事G蛋白偶联受体（GPCR）结构与功能相关性以及细胞信号转导通路研究；深入研究重要神经递质GPCR在神经和精神疾病中的作用机制；
2） 研究衰老及长寿的分子机制；
3） 研究癌症发生发展过程中的细胞信号转导通路。
4） 开展分子药理学研究，主要集中开发细胞水平的功能检测的新方法和新技术。

近年的科研项目、专著与论文、专利、获奖

先后主持了国家自然基金委的国家杰出青年基金，重点项目、国际合作重点项目等基金；科技部的蛋白质重大计划课题、国际合作项目、863项目；教育部111创新引智计划。先后在Cell、Cell Metabolism、Nature Chemical Biology、Nature Communications、Angew Chem Int Ed Engl、EMBO Journal、Proc Natl Acad Sci、Cell Reprots、Journal of Neuroscience等杂志上发表SCI论文50余篇，引用次数1千余次。先后获得以下奖励和称号：教育部****奖励计划特聘教授、湖北省“****”、国家杰出青年科学基金、“法国棕榈骑士教育勋章”（法国政府外交部）、中国药理学会中国施维雅青年药理学工作者奖。

原文摘要：

The C. elegans Taste Receptor Homolog LITE-1 Is a Photoreceptor

Many animal tissues/cells are photosensitive, yet only two types of photoreceptors (i.e., opsins and cryptochromes) have been discovered in metazoans. The question arises as to whether unknown types of photoreceptors exist in the animal kingdom. LITE-1, a seven-transmembrane gustatory receptor (GR) homolog, mediates UV-light-induced avoidance behavior in C. elegans. However, it is not known whether LITE-1 functions as a chemoreceptor or photoreceptor. Here, we show that LITE-1 directly absorbs both UVA and UVB light with an extinction coefficient 10–100 times that of opsins and cryptochromes, indicating that LITE-1 is highly efficient in capturing photons. Unlike typical photoreceptors employing a prosthetic chromophore to capture photons, LITE-1 strictly depends on its protein conformation for photon absorption. We have further identified two tryptophan residues critical for LITE-1 function. Interestingly, unlike GPCRs, LITE-1 adopts a reversed membrane topology. Thus, LITE-1, a taste receptor homolog, represents a distinct type of photoreceptor in the animal kingdom.