4月17日《自然》杂志精选

变构作用理解的变化

用于理解变构效应(生物大分子将效应从一个结合点转移到另一个结合点，然后活性发生变化的受控过程)的经典模型一直关注不同功能形式之间观察到的独特结构和结构变化。在过去的20年里，人们已经认识到变构效应也与动态变化有关。在这篇文章中，Vincent Hilser和他的同事讨论了动态和内部无序的蛋白质如何促进变构效应，并提出了一个统一的框架来描述不同系统的变构机制。

唐氏综合征的遗传病理学

唐氏综合征被认为是由基因表达障碍引起的，因此为了理解这种表型背后的分子机制，有必要了解携带全部或部分21三体的细胞和组织中的转录组差异，这是这种疾病的典型特征。对21号染色体上具有不同三体性的单卵双生子的胎儿细胞转录组的研究表明，双生子之间的差异表达是根据所有染色体上的不同区域来组织的。这些基因表达不平衡的区域仍然存在于唐氏综合征的小鼠模型中，并且与“LAD”和“复制域”相关。尽管染色体三体细胞中基因组的整体拓扑结构没有改变，但作者报告说影响整个转录组的染色质环境已经改变，并暗示他们所鉴定的失调区域可能因此导致唐氏综合征的某些表型。

细胞对线粒体的保护

线粒体(通过呼吸产生能量的细胞器)的损伤触发了各种保护程序，但我们对监测线粒体功能并将其与保护措施相结合的信号通路知之甚少。通过对线虫进行全基因组的RNA干扰筛选，Gary Ruvkun和他的同事确定了45个基因，这些基因在线粒体被药物介导的基因破坏后参与保护性通道的上调。受这些基因影响并与监测相关的通道包括信号脂质“神经酰胺”和甲羟戊酸通道的生物合成(该通道被降胆固醇药物“他汀类”抑制)。

用于控制精确运动的脑干电路

本期发表的两篇论文讨论了哺乳动物运动控制中长期未解之谜的组织和功能——大脑和脊髓之间控制运动的回路(如伸出的运动)。托马斯·杰塞尔和他的同事研究了一类小鼠脊髓中间神经元，已知这类神经元涉及其他物种前肢的精细运动。他们发现，在老鼠身上，这些神经元有适当的解剖学“神经支配”来传递运动指令和内部复制信号，而移除这些神经元会削弱伸手的动作。此外，“提升分支”的光基因激活将诱导小脑回路，也将破坏伸出的运动。这些发现表明，这些神经元是内部复制通道的一部分，在到达时快速更新运动输出。西尔维亚·阿尔伯(Silvia Arber)和他的同事将病毒追踪和遗传方法相结合，来表征从小鼠脑干到控制肢体运动的运动神经元的神经元投射的多样性。他们发现，特别是一个叫做“腹侧延髓网状结构”的区域在功能上专用于前肢运动控制。这里的神经元专门针对前肢神经元，在执行运动任务的过程中被募集。这些神经元的失活会影响精细运动。

AddAB酶的几种结构

在细菌双螺旋DNA断裂的修复中，*端最初由双功能解旋酶/核酸酶作用，并且通常由大肠杆菌的RecBCD酶作用。由于RecBCD将使DNA展开，它最终会遇到一个叫做Chi(x)的极性八聚体序列，这将削弱核酸酶的活性并改变其特异性。现在，戴尔·威格利和他的同事已经从枯草芽孢杆菌和其他相关细菌那里获得了信息。AddAB的几种结构，AddAb是一种结合汉字DNA的相关酶。这些结构有助于理解索引过程。单词识别和什么时候？单词被识别时出现的停顿。

一种抗噪声的人工生物电路

合成生物学中的一个主要挑战是在嘈杂、高度互联的细胞环境中将单个调节模块整合到一个更大的回路中。杰夫·法斯特和他的同事试图通过调用宿主细胞蛋白质降解系统来同步基因回路来解决这个问题。获得的延迟时间比基于转录的偶联实现的延迟时间短得多。然后，他们应用这种“转录后”工程方案来同步细胞时钟，使细菌群落能够对“频分复用”中的独立环境线索做出反应。

一种对抗埃博拉病毒的抗病毒药物

丝状病毒科病毒可在人类和非人灵长类动物中引起严重的出血热。死亡率极高，没有疫苗或药物被批准用于治疗纤维病毒疾病。Sina Bavari和他的同事报道了一种小分子病毒聚合酶抑制剂的发现，该抑制剂在体外和体内对高致病性病毒具有抗病毒活性，包括纤维病毒，如埃博拉病毒和苏丹病毒。该化合物(CX4430)是腺苷类似物，作为非特异性“链终止子”。无论是口服还是肌肉注射，它都能完全保护食蟹猴免受马尔堡病毒的侵害，即使是在感染48小时后。

(田甜/请访问www.naturechina.com/st了解更多关于汇编的信息)

中国科学新闻(2014-04-28第二版国际版)