著名学者庄小威Science再发突破性新成果

来源：生物通   发布者：张荐辕   日期：2016-02-18  

来自美国石溪大学、哈佛大学、康宁公司 (Corning Incorporated)及宾夕法尼亚州立大学等机构的研究人员，揭示出了嘌呤体（Purinosome）与线粒体之间的空间共定位及功能上的关联。这一重要的研究发现发布在2月12日的《科学》（Science）杂志上。 哈佛大学的庄小威（Xiaowei Zhuang）教授，美国石溪大学助理教授Jarrod B. French，康宁公司的Ye Fang，以及宾夕法尼亚州立大学的Stephen J. Benkovic教授是这篇论文的共同通讯作者。 嘌呤（Purine）是存在于身体内的一种物质，主要以嘌呤核苷酸的形式存在，在作为能量供应、代谢调节及组成辅酶等方面起着十分重要的作用。在哺乳动物细胞中是通过补救生物合成信号通路与从头生物信号通路协同作用来维持嘌呤的水平。在正常生理状况下补救生物合成信号通路维持了嘌呤核苷酸水平，但在生长过程中从头生物合成信号通路会上调并在癌细胞中发生改变。 嘌呤体是由一些参与嘌呤生物合成的酶形成的组装体，其可通过从头生物合成信号通路来保护不稳定的中间物并提高代谢流。这些结构是动态的，响应嘌呤耗竭而形成，其发挥作用促进了从头嘌呤生物合成。嘌呤体的形成是细胞周期依赖性的，G蛋白偶联受体(GPCR)激动剂和CK2(casein kinase 2)可对其进行调控。有研究发现，包含嘌呤体的细胞数量增加与Lesch-Nyhan氏疾病中嘌呤补救缺陷程度呈正相关。通过一些细胞条件来破坏嘌呤体形成可促进对癌症化疗的敏感性。但目前对于这些结构的时空控制机制却仍然知之甚少。 在这篇Science文章中，研究人员采用超分辨率显微镜证实嘌呤体与线粒体共定位，她们通过分离出嘌呤体酶及线粒体进一步支持了这些结果。并且，包含嘌呤体的细胞数量会响应线粒体功能及代谢失调而发生改变。为了探究细胞内信号的作用，研究人员采用无标记检测技术进行了激酶组（kinome）筛查，发现mTOR影响了嘌呤体组装。抑制mTOR可减少嘌呤体-线粒体共定位，抑制线粒体失调刺激嘌呤体形成。 这些数据揭示出了由mTOR介导的嘌呤体与线粒体之间的一种关联，及mTOR通过时空控制蛋白质结合而调控核苷酸代谢的一种机制。 庄小威是世界著名的华人女科学家。其早年毕业于中国科技大学少年班，34岁时成为了哈佛大学的化学和物理双学科正教授，是哈佛物理系和化学系少有的双科教授。2012年庄教授当选为美国国家科学院院士，刷新了美国科学院最年轻华人院士的纪录。她所研发的超高分辨率技术STORM与诺奖得主Eric Betzig的成果不相伯仲，却和2014年的诺贝尔化学擦肩而过。 每年，庄小威都会领导课题组在Science、Nature、Cell三大期刊上发布一些她们取得的重大科研突破。2016年开年，庄小威的研究小组采用超分辨率成像揭示出了不同表观遗传状态的独特染色质折叠。这一重要的成果发布在1月13日的Nature杂志上（著名学者庄小威Nature发布重要表观遗传发现 ）。2015年10月，庄小威采用超高分辨率成像绘制出了神经元突触输入区的图谱。这一重要的研究成果发布在Cell杂志上（著名学者庄小威Cell发布突破性技术 ）。2015年4月，庄小威（领导研究团队在Science杂志上发表了一项突破性的单分子成像技术MERFISH。该技术可以在单细胞水平上实现空间分辨的高度多重化RNA分析，打破了目前的技术限制

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