自然要览 Nature 468: 7323 25 November 2010

2010/11/29 11:39:02

封面故事：“粘着斑”的分子架构

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由被称为“粘着斑”(focal adhesion)的细胞器组成，它们通过“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。现在，“粘着斑”的分子架构已通过利用三维超分辨率荧光显微镜在纳米尺度上观测蛋白组织方式而被确定。它们是组织良好的超级结构，在其中“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)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。本期封面的模型所示为用iPALM（干涉测量光激发定位显微镜）测出的蛋白位置。Letters to Nature p.580

成纤维细胞向血液先祖细胞的直接转化

表达一个很小亚组的转录因子的小鼠成纤维细胞，可被诱导而向指定的细胞系分化，而不会回到某种胚胎状态。现在，人真皮成纤维细胞向多能血液先祖细胞的直接转化，已在试管中利用仅仅一个因子（即Oct-4）实现。以这种方式产生的细胞也许能够用于自体细胞替换疗法及用于造血功能失调的治疗。Articles p.521

植物和动物中的一组新的糖运输蛋白

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。Articles p.527 doi:10.1038/nature09606

WAVE对肌动蛋白聚合的控制

WAVE蛋白是细胞运动过程中肌动蛋白动态的一个中央调控因子。WAVE是“Wiskott–Aldrich syndrome srotein” (WASP)家族的一个成员，这个家族的蛋白促进Arp2/3复合物的肌动蛋白细丝成核活动。在细胞中，WAVE被吸收进350-kilodalton “WAVE调控复合物”(WRC)中，成为其组成成分之一；它正常情况处于非激活状态，可以被包括RacGTPase在内的若干输入激活。在这篇论文中，Chen等人介绍了对WRC的结构和机制分析。综合数据显示了WAVE蛋白是怎样在WRC复合物内被抑制的，同时也为WRC在胞质膜上的激发提供了机制。 Articles p.533 doi:10.1038/nature09623

植物生物多样性和生态系统的功能

对生物多样性对整个食物链上生态系统功能的效应所做的一项为期8年的研究表明，植物多样性对于生物互动有强烈自下而上的效应。实验中，研究人员对专门种植的草地地块中的植物物种进行操纵，并对草食性动物、肉食性动物和所有其他相关类群的物种丰富度以及它们的相互作用进行监测。这样的效应在不同类群之间是一致的，但在相邻营养层上更强一些，在地面之上比在地面之下的类群中更强一些。对植物多样性增加的反应总体上是正的，但对于生物入侵、病原体蔓延和“重寄生”(hyperparasitism)来说，它们对植物多样性增加的反应则是负的。Letters to Nature p.553 doi:10.1038/nature09492

血-脑屏障的真实成因

血-脑屏障是中枢神经系统与由血管内皮细胞组成的身体其余部分之间的“门卫”。以前的工作支持这样一个观点：该屏障是在出生后形成的，是由从被称为“星形细胞”的非神经细胞向内皮细胞的信号作用形成的。现在，两项独立的研究工作表明，该屏障实际上是在胚胎生成过程中形成的，被称为“周细胞”的血管周围细胞与上皮细胞之间的相互作用是关键因子。更好地认识“周细胞”、神经内皮细胞和“星形细胞”在血-脑屏障功能中的密切关系，将有助于我们认识在中枢神经系统受伤及疾病过程中这个屏障的破坏。Letters to Nature p.557 doi:10.1038/nature09522

以恢复p53功能为主的肿瘤疗法的局限性

p53肿瘤抑制通道的失活是人类癌症的一个普遍特征，所以人们便想，恢复已形成的肿瘤中的p53功能也许会是一种有效疗法。然而，本期Nature上两篇论文突显了以p53为方向的癌症疗法在实践上的局限性。他们在一个K-Ras-driven肺癌模型中发现，由p53调控的肿瘤抑制只在肿瘤发展的后期阶段才发挥作用，这个时候K-Ras致癌信号已达到足以激活ARF-p53通道的阈限。这意味着p53的重新表达未能抑制肿瘤发生的早期阶段，尽管它的确诱导了更为激进的肿瘤的退行。Letters to Nature p.567 doi:10.1038/nature09526