1月17日 Nature 杂志生物学精选

2013-01-17 09:36 · pobee

1月17日 Nature 杂志生物学精选:“自闭症症候群”的治疗目标;成年心脏中心肌细胞的更替;Pol II–TFIIB复合物在自由状态和结合状态下的结构;果蝇区分左右不对称性的神经基础;关于记忆机制的重新思考;演化与环境的关系;老鼠洞的基因联系。

“自闭症症候群”的治疗目标

异常蛋白合成曾被假设是造成“自闭症症候群” (ASDs)的一个机制,但关于哪些通道被破坏的详细情况仍不清楚。eIF4E(翻译启动的一个关键因子)的破坏曾被发现与人类自闭症有关,而现在,两篇独立的论文又发现,过度的cap-dependent翻译与小鼠的突触及ASD-相关的行为缺陷有关。Nahum Sonenberg及其同事发现,缺失4E-BP2(一个eIF4E阻遏因子)的小鼠表现出“神经连接蛋白”(与自闭症有很大关系的突触蛋白)的翻译增加。这些小鼠还表现出与ASD相关的行为和海马体突触活动的改变,它们会被eIF4E活动或“神经连接蛋白-1”水平的正常化逆转。Eric Klann及其同事发现,过度表达eIF4E的小鼠还表现出与ASD相关的行为和海马体中、前额皮质中和纹状体中突触活动的改变,而且一些表现型还可通过cap-dependent翻译的抑制因子4EGI-1被挽救。这两项研究的共同结果表明,cap-dependent翻译是治疗与ASD相关症状的一个潜在治疗目标。[论文链接]

成年心脏中心肌细胞的更替

在心血管领域,关于在整个成年期哺乳动物心脏平衡过程中现有心肌细胞的更替相对于祖细胞贡献的程度存在争议。这项研究采用一个新方法来解决这种争议:将“前瞻性标记”与氮-15同位素和基因脉冲跟踪相结合来测定成年哺乳动物心脏中的DNA合成。本文作者的结论是,在正常衰老过程中,事先存在的心肌细胞是正常哺乳动物心肌平衡中心肌细胞更替的支配性来源——在从心肌梗塞恢复过程中,心肌细胞更替增加五倍。[论文链接]

Pol II–TFIIB复合物在自由状态和结合状态下的结构

“通用转录因子”TFIIB是RNA聚合酶(Pol) II启动基因转录所必需的。在这篇论文中,Patrick Cramer及其同事报告了Pol II–TFIIB复合物在自由状态下和被DNA模板及一个短RNA产物结合的状态下的高分辨率晶体结构。后一种状态下的复合物代表一种刚开始转录的复合物,它是从转录启动到伸长过程的通道中一个关键瞬时状态。这些结构和相伴随的功能数据使我们对转录启动的机制有一个更全面的了解,也解释了RNA和DNA聚合酶的性质之间的一些根本性差别。[论文链接]

封面故事:果蝇区分左右不对称性的神经基础

在碰上一个有气味的不对称烟柱时,果蝇能分清左右。该研究揭示了这一本领的一个神经基础。Rachel Wilson及其同事发现,果蝇能够区别呈现给其右触须的气味和呈现给其左触须的气味,因为从右触须产生的每个尖峰在左脑中释放的神经传输物只有在右脑中释放的神经传输物的大约2/3。因此,右侧中央神经元比左侧神经元提前几毫秒的时间达到尖峰,而且右侧神经元达到尖峰的速率也稍高一些。一只正在走动的果蝇的大脑能检测出这种微妙的不对称性,并且甚至在果蝇完成一个迈步之前就会启动一个向右转。[论文链接]

关于记忆机制的重新思考

“长时程增强效应”(LTP),即神经细胞之间信号作用的持久增强,长期被认为是记忆的可能细胞关联,但直到现在,决定LTP的维持的具体分子机制才开始浮出水面。一段时间以前,曾有人提出,“蛋白激酶M-” (PKM-)的持续活性可能是维持LTP的一个关键因素,依据主要是利用药理性抑制因子所做的实验。现在,两个小组培育出缺失PKM-的小鼠,用它们来更直接地验证PKM-在LTP和记忆中的作用。来自Richard Huganir 实验室和 Robert Messing实验室的研究发现,PKM-的缺失对LTP或记忆形成没有影响。而且尽管没有这种激酶,但PKM-的药理性抑制因子仍然会破坏这些突变小鼠的记忆。这些数据向PKM-在LTP维持中的作用提出了质疑,并且重新开启了寻找调控长期弹性的关键分子的工作。[论文链接]

演化与环境的关系

化石记录并不是活生物生生死死的简单表现。生命过程与地球系统的过程之间存在相互作用,Shanan Peters等人在本文中介绍了板块构造和气候变化是怎样从侏罗纪开始在大西洋海盆中的浮游有孔虫的整个历史中共同驱动其灭绝的。重大危机事件,如白垩纪末期的物种大灭绝事件,留下了叠加在这一背景之上的一个印记。然而,这些因素并没有影响新有孔虫物种的起源。[论文链接]

老鼠洞的基因联系

人们对密切相关物种之间行为差别的遗传基础的了解没有对形态差别的遗传基础的了解那么好。很多动物都构建精致的结构,如蜂巢、鸟巢和地洞等,它们是由于自然选择作用于其“建设者”的行为之上而“演化”形成的。这项研究以这一现象为例来解决下面这个问题:复杂行为是通过一个基因变化或几个基因变化(其中每个都影响行为的很多方面)演化形成的,还是通过只有在组合到一起时才会产生行为复杂性的几个基因变化的积累演化形成的?Hopi Hoekstra及其同事发现,“老田鼠”(“海滩鼠”)打的复杂地洞由几个基因模块决定,每个模块控制洞大小或形状的一个方面。地洞结构中的这种模块化表明,复杂行为可能是由随时间推移所积累的、由基因决定的行为的组合形成的。[论文链接]

资讯源自:Nature中文网