主题：【分享】中国科学家09年新发JBC文章

07增选院士最新JBC文章解析信号蛋白

来自清华大学生物科学和生物工程系生物膜与膜工程国家重点实验室的研究人员以斑马鱼模型为基础，发现Dpr1作用Wnt信号途径的又一新机制：Dpr1能同时调控细胞质和细胞核中的Wnt信号途径。这一研究成果公布在《J Biol Chem.》上。

参与这一研究的包括陈烨光教授，07新进院士孟安明等，陈烨光教授曾在08年早期在人类肺细胞中检测了一种SARS病毒蛋白质，并发现这种蛋白质能与一种名为Smad3的细胞蛋白质相结合，从而提出SARS病毒的短期增殖导致了宿主肺部的长期损坏，这一研究也发表在JBC上。

孟安明教授早年毕业于西南农业大学，主要利用斑马鱼做模式动物，分离克隆Nodal和FGF信号通路的新的介导因子和调节因子，结合分子生物学、细胞生物学、遗传学等技术，研究它们在胚胎发育中的作用及其作用机制。

在这篇文章中，研究人员则主要针对Wnt信号途径进行了研究，他们证实Wnt信号途径的一个关键介导因子：Dapper（Dpr）能在细胞质和细胞核之间穿梭，从而提出Dpr1能同时调控细胞质和细胞核中的Wnt信号途径。

Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌发挥作用，Wnt信号途径可概括为：Wnt→Frz→Dsh→β-catenin的降解复合体解散→β-catenin积累，进入细胞核→TCF/LEF→基因转录（如c-myc、cyclinD1）。 由于Wnt/wg信号途径决定细胞命运，调节组织自我平衡和癌症的发生，因此近几年Wnt信号途径的作用机理研究已经发展成了一个热点。

Dapper (Dpr)是近期发现的信号调控分子，目前研究结果表明，爪蟾和斑马鱼等低等动物的Dpr在早期胚胎发育的多个过程中起重要作用，这些作用主要通过对 Wnt 和 Nodal/TGF-β 信号通路的负调控来完成。Wnt和TGF-β 信号通路在胚胎发育和疾病发生过程中起着非常重要的作用，因而 Dpr 可能是通过影响这些信号通路而参与生理、病理过程（生物通注）。

研究人员利用报告基因分析和体内斑马鱼胚胎分析，证明被迫定位于细胞核的Dpr1能对抗Wnt信号途径：与β-catenin，以及LEF1相互作用，扰乱复合物的形成，而且Dpr1能与组蛋白去乙酰化酶1相互作用，增强LEF1与去乙酰化酶1之间的作用。因此研究人员认为这说明Dpr1通过LEF1负调控了细胞核中Wnt信号途径的基本活性，从而得出结论：Dpr1能同时调控细胞质和细胞核中的Wnt信号途径。



首席科学家《JBC》解析重要蛋白

美国印第安纳州大学医学院，Walther癌症研究院，中科院上海生科院营养科学研究所的研究人员在对重要信号途径中的一个关键蛋白：Smad7的研究方面取得了重要进展，首次揭示了Smad7与先天性心脏病的关系。这一研究成果公布在《生物化学杂志》(JBC) 杂志上。

文章的通讯作者之一是营养科学研究所的陈雁研究员，其早年毕业于华西医科大学，1994年获得印第安纳大学医学和分子遗传系博士学位，2004年获中科院百人计划支持，2005年获国家基金委杰出青年，2006年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2007年获国务院政府特殊津贴，2007年为科技部重大科学计划首席科学家。

在07年，陈雁研究小组还发现了一个新的Raf-1调控蛋白，第一次揭示了Raf-1的空间调控方式，并提示了一种在高尔基体上遏制ERK信号通路的新机制，为未来研究肿瘤细胞过度增生的分子机理进而治疗癌症提示了一个新的思路和新的靶点。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》上。

Smad7是调控TGF－beta信号通路的一个关键蛋白，TGF－beta具有了多种生物学功能，包括细胞分化、肿瘤生长、免疫调节、组织纤维化、以及胚胎早期发育等多个环节。Smad7特异性结合TGF－beta受体，抑制TGF－beta信号通路的转导，在多种人类疾病中都有Smad7的表达异常，但Smad7的活体生物学功能一直不太清楚。

在该工作中，陈雁研究组与美国Indiana大学的Shou教授研究组合作，首次建立一个条件性Smad7基因敲除小鼠模型。发现Smad7功能缺失可以在小鼠胚胎中导致先天性心脏病，小鼠心脏出现室间隔缺损、主动脉和肺动脉移位、心肌形态异常。在少数存活的Smad7基因敲除成年小鼠中，出现心脏功能紊乱、心律不齐。在进一步的研究中，发现胚胎期心脏的TGF－beta信号通路、细胞增殖、以及细胞凋亡都发生了相应的变化。这一研究成果第一次揭示了Smad7与先天性心脏病的关系，提示Smad7与动物心脏发育和心脏功能密切相关。该项目受到了国家重大科学计划等基金的支持。


山东大学发表JBC封面文章

山东大学微生物技术国家重点实验室，山东大学海洋生物技术研究中心，荷兰莱顿大学的研究人员首次从纳米尺度上，直接观察到了单细胞红藻——紫球藻天然状态下藻胆体的三维形貌及其在类囊体膜上的排列格式，这对于阐明光合作用的机制、进化及其在生物医学检测中的应用具有重要的意义。这一研究结果以封面文章的形式发表在国际知名杂志《生物化学杂志》（Journal of Biological Chemistry）上。


文章的通讯作者是来自微生物技术国家重点实验室的张玉忠教授，其早年毕业于山东师范大学生物系，曾先后访问过美国威斯康星州立大学（高级访问学者），俄亥俄州立大学、UCLA、夏威夷大学、华盛顿大学西雅图分校。主要研究方向包括海洋微生物学与海洋微生物技术，深、远海微生物资源的多样性、重要的生命过程与环境响应。


多年来，国内外一直用透射电子显微镜技术研究藻胆体的结构，但透射电子显微镜观察的是样品的二维结构。张玉忠教授课题组刘鲁宁等人，利用原子力显微镜技术，首次从纳米尺度上，直接观察到了单细胞红藻——紫球藻天然状态下藻胆体的三维形貌（64×42×28nm）(长×宽×高）及其在类囊体膜上的排列格式。研究发现紫球藻藻胆体在类囊体膜上的排列格式具有多样性，更有意义的是，各种不同排列格式中，藻胆体在类囊体膜上的排列都是非常拥挤的。此外，张玉忠教授与荷兰莱顿大学Thijs J. Aartsma教授等合作，利用单分子光谱技术，发现强光下紫球藻通过藻胆体内部能量传递解偶联，来实现过多光能的耗散，避免过多光能对光系统II的伤害，根据上述研究结果，提出了红藻中新的过多能量耗散机制模型。研究成果近期发表在PLOS ONE（2008,3(9):e3134）上。


藻胆体是蓝藻（蓝细菌）和红藻光合作用的主要捕光色素蛋白复合物，由藻胆蛋白和连接蛋白组成，分布于类囊体膜的表面，负责光能的吸收，并主要传递给光系统II，实现光能向化学能的转变。藻胆蛋白和藻胆体的结构与功能的研究，对于阐明光合作用的机制、进化及其在生物医学检测中的应用具有重要的意义。