8月15日 Nature 杂志生物学精选

2013-08-16 05:00 · johnson

8月15日 Nature 杂志生物学精选:被XIST沉默的额外染色体;成年干细胞的表观控制;核糖体亚单元的结构;环AMP的一个全局性代谢功能;一个T-box tRNA结合域的结构;T6SS转位的一个机制;由极端气候造成的CO2浓度升高。


被XIST沉默的额外染色体

在雌性哺乳动物中,被称为XIST的大非编码RNA触发两个X-染色体中其中一个上的基因转录被沉默。X-染色体的这种失活是重要的,因为双倍剂量的X基因将是有害的。在这项研究中,Jeanne Lawrence及同事用“锌指核酸酶”来将一个可诱导的XIST转基因定位到来自“唐氏综合症”多能干细胞的21号染色体中(这种病是由第三个21号染色体的存在造成的)。他们发现,XIST RNA覆盖一个版本的21号染色体,并触发基因沉默,这说明了该方法对于研究“唐氏综合症”等染色体疾病以及研究基因疗法的潜力。[链接]

成年干细胞的表观控制

Linheng Li及同事完成的一项新的研究工作研究的是,造血干细胞中H19“差异化甲基化区域” (H19-DMR) 的删除所产生的效应。DMR已知控制印记基因H19 和 Igf2从H19–Igf2 位点的表达,将H19 的表达限制于母方等位基因,将Igf2的表达限制于父方等位基因。作者报告了一系列由母方表达的生长限制印记基因在“长期造血干细胞”(LT-HSCs)中、而不是在增殖中的短期HSCs中的优势表达,说明基因组印记在维持静态LT-HSCs中起一个关键作用。[链接]

核糖体亚单元的结构

当翻译被启动时,只有核糖体的小亚单元结合到信使RNA (mRNA)上。一旦启动密码子被识别出来,通过沿着mRNA转位或“扫描”,大亚单元便会与小亚单元结合重组一个完整的核糖体。Ivan Lomakin 和 Thomas Steitz解决了与“启动因子tRNA”、mRNA以及启动因子eIF1 和 eIF1A形成复合物的真核生物小核糖体亚单元的三个结构。这些结构有助于了解启动因子的贡献、mRNA被扫描的机制以及在核糖体P点上发生的相互作用。[链接]

环AMP的一个全局性代谢功能

环AMP(分子生物学中被发现最早、被研究最多的信号分子之一)被广泛认为是专注于细菌中的碳代谢。现在,Terence Hwa及同事揭示了该分子的一个涉及范围要广得多的生理作用:环AMP信号作用响应于全面代谢需求(如包括氮和磷)协调整个基因组的资源分配。为了实现对分子生物学教科书的这一改写,他们采用了一个被称为“定量现象学”的不同寻常的自上而下的方法,该方法也有可能应用到其他信号通道(如那些在哺乳动物细胞中产生癌症的信号通道)的系统生物学研究中。[链接]

一个T-box tRNA结合域的结构

细菌T-box核开关见于编码“氨酰基-tRNA合成酶”(为tRNAs加载氨基酸的酶)的基因的5′ UTR中。它们与其他核开关的不同之处在于,它们结合tRNAs而非一个小分子或代谢物来调控表达。现在,Jinwei Zhang 和 Adrian Ferré-D’Amaré解决了与tRNA 结合在一起的T-box tRNA结合域Stem I的晶体结构。这一人们等待已久的结构显示,该区域不只是结合“反密码子”,而且还支持着整个tRNA,形成一个延伸的界面。“结合”受到在T-box RNA 和 tRNA中的相互“诱导契合”的促进。T-loop主题介导一些相互作用,与RNase P和由大核糖体亚单元构成的一个区域之间的相互作用相似,尽管三个结构并没有一个共同的演化祖先。[链接]

T6SS转位的一个机制

细菌的“第六种分泌系统”(T6SS) 是负责将一系列毒性效应物分子转位到细菌和真核猎物细胞中去的一种细胞器。这篇文章描述了来自PAAR-repeat超级家族的蛋白是怎样在VgrG噬菌体尾尖(在穿透猎物细胞中所涉及的一种蛋白复合物)上形成一个尖的锥形延伸的,同时也描述了它们何以在吸收效应物中也起一个作用。这些数据支持关于T6SS的一个新模型:变细的尾尖被多种效应物所装饰,它们被一个由收缩驱动的转位事件一起输送到目标细胞内。[链接]

由极端气候造成的CO2浓度升高

最新研究表明,极端气候事件(如热浪、干旱和风暴)能部分抵消碳汇,甚至造成碳库的净损失。这篇Perspective文章研究极端气候在全球尺度上对陆地生态系统的碳循环的影响。它得出的结论是:极端气候具有压倒逐渐变暖的“碳汇效应”的潜力,促使碳从积累的碳库中迅速丢失,并在不远的将来增加大气中CO2浓度。[链接]