《細(xì)胞》

研究揭示脊椎動(dòng)物骨骼肌中肌節(jié)組織分子基礎(chǔ)

德國馬克斯·普朗克分子生理學(xué)研究所Stefan Raunser團(tuán)隊(duì)揭示了脊椎動(dòng)物骨骼肌中肌節(jié)組織的分子基礎(chǔ)。這一研究成果近日在線發(fā)表于《細(xì)胞》。

通過電子冷凍斷層掃描，研究人員確定了天然脊椎動(dòng)物骨骼肌節(jié)的分子結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)重建揭示了A帶、I帶和Z盤中肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白的三維組織和相互作用的分子細(xì)節(jié)，并證明了α—肌動(dòng)蛋白通過與6nm間隔形成雙峰而交聯(lián)了反平行肌動(dòng)蛋白絲。

約為10埃分辨率的肌球蛋白、原肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)一步揭示了“雙頭”肌球蛋白的兩種構(gòu)象，其中杠桿臂和輕鏈的靈活取向使肌球蛋白不僅可以與同一肌動(dòng)蛋白絲相互作用，還可以與肌動(dòng)蛋白絲相互作用，以及在兩條肌動(dòng)蛋白絲之間分裂。這些結(jié)果為脊椎動(dòng)物骨骼肌的基本組織提供了新見解，并為肌肉疾病研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

據(jù)了解，肌節(jié)是肌肉的產(chǎn)生力和承重的裝置。有關(guān)肌節(jié)如何形成的精確分子圖譜有助于理解它們在健康和疾病中的作用。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.047

早期細(xì)胞形態(tài)轉(zhuǎn)變促進(jìn)人腦進(jìn)化擴(kuò)展

英國MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室Madeline A. Lancaster及其研究小組發(fā)現(xiàn)，早期細(xì)胞形狀轉(zhuǎn)變促進(jìn)了人前腦的進(jìn)化擴(kuò)展。這一研究成果日前在線發(fā)表于《細(xì)胞》。

研究人員使用衍生自人、大猩猩和黑猩猩細(xì)胞的大腦類器官研究驅(qū)動(dòng)進(jìn)化性大腦擴(kuò)張的發(fā)育機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)上皮分化在猿類中是一個(gè)持久過程，存在以細(xì)胞形狀改變?yōu)樘卣鞯南惹盁o法識(shí)別的過渡狀態(tài)。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，由于這種過渡的延遲，人腦類器官較大，這與核遷移動(dòng)力學(xué)和細(xì)胞周期長度的差異有關(guān)。比較RNA測序揭示了細(xì)胞形態(tài)發(fā)生因子（包括ZEB2，一種已知的上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)基因）的表達(dá)動(dòng)力學(xué)差異。研究發(fā)現(xiàn)ZEB2促進(jìn)神經(jīng)上皮細(xì)胞過渡，這揭示了在人腦部擴(kuò)張中建立神經(jīng)上皮細(xì)胞形狀的重要作用。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.050

《美國化學(xué)會(huì)志》

機(jī)器并行操作合成序列選擇性十肽

英國曼徹斯特大學(xué)David A. Leigh團(tuán)隊(duì)報(bào)道了兩臺(tái)人工分子機(jī)器并行操作的序列選擇性十肽合成。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)志》。

研究人員報(bào)告了通過兩個(gè)基于輪烷的分子機(jī)器并行操作的十肽制備。合成過程分為4個(gè)階段：在同一反應(yīng)容器中同時(shí)操作兩個(gè)分子肽合成器；短低聚物中間體的選擇性殘基活化；連接；產(chǎn)物釋放。

機(jī)器設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)包括：選擇性地將巰基脯氨酸構(gòu)建基塊轉(zhuǎn)化為半胱氨酸（一旦它被一個(gè)分子機(jī)器并入六肽中間體）；大環(huán)肽聯(lián)氨鍵（作為第二臺(tái)機(jī)器的一部分）以區(qū)分中間體并實(shí)現(xiàn)其功能定向連接；以及在一臺(tái)機(jī)器的組裝模塊中加入谷氨酸殘基，以使最終產(chǎn)品能夠釋放，同時(shí)從產(chǎn)品中移除組裝機(jī)械的一部分。

這兩種分子機(jī)器參與的產(chǎn)物合成超出了單個(gè)小分子機(jī)器的能力，其方式讓人聯(lián)想到生物學(xué)中蛋白質(zhì)的連接和翻譯后修飾。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1021/jacs.1c01234