《細胞》

研究揭示脊椎動物骨骼肌中肌節(jié)組織分子基礎

德國馬克斯·普朗克分子生理學研究所Stefan Raunser團隊揭示了脊椎動物骨骼肌中肌節(jié)組織的分子基礎。這一研究成果近日在線發(fā)表于《細胞》。

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

約為10埃分辨率的肌球蛋白、原肌球蛋白和肌動蛋白結構進一步揭示了“雙頭”肌球蛋白的兩種構象，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蛋白絲相互作用，還可以與肌動蛋白絲相互作用，以及在兩條肌動蛋白絲之間分裂。這些結果為脊椎動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實的基礎。

據(jù)了解，肌節(jié)是肌肉的產生力和承重的裝置。有關肌節(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。

相關論文信息：

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

早期細胞形態(tài)轉變促進人腦進化擴展

英國MRC分子生物學實驗室Madeline A. Lancaster及其研究小組發(fā)現(xiàn)，早期細胞形狀轉變促進了人前腦的進化擴展。這一研究成果日前在線發(fā)表于《細胞》。

研究人員使用衍生自人、大猩猩和黑猩猩細胞的大腦類器官研究驅動進化性大腦擴張的發(fā)育機制。研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)上皮分化在猿類中是一個持久過程，存在以細胞形狀改變?yōu)樘卣鞯南惹盁o法識別的過渡狀態(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，這與核遷移動力學和細胞周期長度的差異有關。比較RNA測序揭示了細胞形態(tài)發(fā)生因子（包括ZEB2，一種已知的上皮—間質轉化調節(jié)基因）的表達動力學差異。研究發(fā)現(xiàn)ZEB2促進神經(jīng)上皮細胞過渡，這揭示了在人腦部擴張中建立神經(jīng)上皮細胞形狀的重要作用。

相關論文信息：

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

《美國化學會志》

機器并行操作合成序列選擇性十肽

英國曼徹斯特大學David A. Leigh團隊報道了兩臺人工分子機器并行操作的序列選擇性十肽合成。相關研究成果近日發(fā)表于《美國化學會志》。

研究人員報告了通過兩個基于輪烷的分子機器并行操作的十肽制備。合成過程分為4個階段：在同一反應容器中同時操作兩個分子肽合成器；短低聚物中間體的選擇性殘基活化；連接；產物釋放。

機器設計的主要特點包括：選擇性地將巰基脯氨酸構建基塊轉化為半胱氨酸（一旦它被一個分子機器并入六肽中間體）；大環(huán)肽聯(lián)氨鍵（作為第二臺機器的一部分）以區(qū)分中間體并實現(xiàn)其功能定向連接；以及在一臺機器的組裝模塊中加入谷氨酸殘基，以使最終產品能夠釋放，同時從產品中移除組裝機械的一部分。

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

相關論文信息：

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