研究人员采用各种实验、数学和观测技术来确定目前还知之甚少的IDP家族中的I-2如何与调节蛋白PP1结合。图片来源：Wolfgang Peti/Brown University。

在真核生物中，大部分蛋白都有稳定的、匀称的结构，但是大约三分之一蛋白质却没有稳定的结构，这些蛋白被称为固有无序蛋白（intrinsically disordered protein，IDP）。鉴于它们结构多变的特性，研究人员无法随时随地观察IDP以开展相关实验。IDP执行从肌肉收缩到神经活动的重要生物学功能。尽管它们非常重要，“但我们对它们知之不多，没人真正仔细研究过它们。”医学科学和化学副教授Wolfgang Peti说道。

Peti与加拿大多伦多大学（University of Toronto）以及位于美国纽约的布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）的研究人员合作，共同发现了三个IDP——spinophilin、I-2以及DARPP-32的结构。他们第一次描述了处于游离状态的IDP的结构以及它们与蛋白磷酸酶1（PP1）结合，即处于结合状态的结构。相关结果发表在《结构》（Structure）杂志上。

确定IDP的结构非常重要，论文的通讯作者Peti解释道。因为它可以让分子生物学家更好地了解IDP折叠以及调控蛋白质，例如PP1的过程。“我们知道某些氨基酸结构不常发生改变，但另外一些则经常发生改变。当中可能存在一个标记物，指示相互作用如何发生。”Peti继续说道。

两年以来，研究人员采用各种技术试图确定每个IDP的结构。他们采用核磁共振光谱技术分别为处于游离状态或和与PP1结合状态的I-2构建整体集群计算（ensemble calculations）。
借助位于美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，简称BNL）的国家同步辐射光源（National Synchrotron Light Source，简称NSLS）中的X射线小角散射（SAXS）测量技术，Peti等人确定了I-2与PP1之间的结合相互作用（也即PP1:I-2复合物）。

研究人员采用相关方法确定了spinophilin和DARPP-32处于游离状态的结构，并进一步认识它们与PP1结合时的结构。

“就好像用一个麻布袋罩住一个人一样，你无法看清细节，但你可以看到整体结构。”Peti解释道。“这的确是为高度活跃的复合物构建结构模型的非常新颖的方法。”

原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100908121907.htm
悠然/编译

固有无序蛋白（(IDPs, Intrinsically Disordered Proteins)是国际学术前沿问题，是学术界急待开发的“富矿”。该类蛋白质由于灵活易变并有强的环境响应和与多种底物结合的潜能，是细胞内高效机动部队，其巨大的功能意义亟待挖掘。但因数量大种类多且难结晶，因此IDPs的结构功能研究是重大的科学问题。

都柏林大学康威研究所（UCD Conway Institute）的教授Brendan Loftus带领的研究小组根据以往的基因型研究数据来选取合适的爱尔兰男性基因组样品；接着，他们采用双-末端和单-末端Illumina短阅读序列测序技术——一种新一代测序技术开展测序工作。结果，他们构建了拥有9个 DNA的数据库，它覆盖了11倍基因组。随后，Loftus等人与都柏林圣三一学院（Trinity College Dublin）、爱尔兰皇家外科学院（RCSI）、博蒙特医院、MRC人类遗传所（MRC Human Genetics Unit）以及英国爱丁堡大学的研究人员一起，对这些序列进行深入分析。

他们采用HapMap以及以往的基因关联研究来鉴定新DNA突变体，例如插入/缺失（indel）以及单核苷酸多态性（SNP）。结果，他们在爱尔兰基因组序列中共鉴定出接近200,000个indel以及超过三百万个SNP，其中13%的SNP是新发现的，它们有望成为爱尔兰祖先的特异性或疾病指示性标记物。值得一提的是，有一个新发现的SNP会干扰巨噬细胞刺激蛋白（MSP）的生成。人们认为MSP与发炎性肠道疾病和慢性肝病有关。

论文中，作者还描述了一种新方法——采用来自人类基因组多样性研究的单体型数据来促进SNP在低基因组覆盖率中的准确性，并鉴定了基因重复事件的过程。基因重复事件可能可以展示人类世系最近出现的正向选择。

“我们的结果表明，通过构建全基因组序列来展示人类生物学一般事件以及特定事件非常有用。爱尔兰种群基因组信息对与生物医学研究人员来说十分重要。这有三个原因，一是它们处于孤立的地理环境中；二是它们的后裔受祖先影响；三是这个种群对一些疾病有较高的患病率。”

本研究中由爱尔兰科学基金会研究教授奖资助（Science Foundation Ireland Research Professorship award）。他们发现的DNA突变已被上传至银河计算平台（Galaxy computing platform），以方便对它感兴趣的人们对它进行全面的分析。论文作者希望这个序列可以补充目前正在进行的千人基因组计划，因为该计划中暂时还缺少爱尔兰人的基因组信息。

 
原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100907071357.htm
悠然/编译

“这项研究成果与那些小鼠皮肤细胞被重编成为iPS细胞的研究的结果不相同，后者的X染色体会被重新激活。”本项研究的资深作者、UCLA的 Eli and Edythe布劳德再生医学与干细胞研究中心（Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research）的科学家Kathrin Plath说道。

所有女性细胞中都含有两条X染色体——一条来自父本，一条来自母本。在早期发育过程中，其中一条X染色体会永久失活以确保女性与男性一样，机体内每个细胞都只有一条有功能的X染色体，从而令细胞正常发育。Plath等人从多个年龄层的女性志愿者身上提取了皮肤细胞样品。这些细胞分别都拥有一个有活性的X染色体和一个失活的X染色体。研究人员利用四种转录因子将这些细胞重编程为iPS细胞。通过仔细分析这些iPS细胞，他们发现细胞内有一个X染色体始终保持失活状态，这令重编程细胞与大部分的女性胚胎干细胞（拥有一个失活的X染色体以及一个有活性的X染色体）相似。整项研究共检测了30个不同的iPS细胞系，得出的结论都一致：iPS细胞中保留了一个失活的X染色体。

“鉴于此，我们提出了一个问题：iPS细胞中究竟是哪一个X染色体处于失活状态呢？”Plath说道。

在小鼠以及人类胚胎发育过程中，每位女性的体细胞中都会有一条X染色体被沉默，但这种沉默是随机的，也就是说，既可以是来自父本的X染色体被沉默，也可以是来自母本的染色体被沉默。但通常皮肤X染色体的失活是呈嵌合式的，也即即50%的细胞是父源遗传X染色体失活，而另外50%的细胞则是母源X染色体失活。Plath等人试图确定iPS细胞中的X染色体的沉默现象是否也是随机发生。

结果发现，来自同一iPS细胞系的所有细胞都毫不例外地表达同一条X染色体而沉默另一条染色体，而由同一成体皮肤细胞重编程而来的不同的iPS细胞系中被沉默的X染色体则有所不同。

由于人类细胞重编程过程以及iPS细胞分化过程都保留了失活的X染色，所以这些细胞都非常适合用于X染色体相关的疾病的研究。因为这可能可以从同一女性病人身上获取正常表达的或发生变异的等位基因。

“在iPS细胞系内发现的X染色体失活的非随机模式对于临床应用以及疾病建模非常重要，同时，这种模式还有助于开发X染色体相关疾病的基因疗法。”Plath说道。

Plath等人与UCLA的其他干细胞研究人员，包括Bill Lowry和April Pyle一起，将X染色体上携带有抗肌萎缩蛋白变异基因的女性（即她们患有肌营养不良症（DMD））的细胞重编程为遗传相同的iPS细胞系。她们分离了受影响的抗肌萎缩蛋白基因的正常或变异等位基因。这些细胞对研究DMD非常有用。目前，他们正在研究该变异基因对肌肉分化的影响。

此外，这项研究发现还有助于制定X染色体相关的疾病，例如Rett综合征的细胞疗法。因为来自表达正常蛋白的iPS细胞分化而成的细胞有可能可以重新植入病人体内表达变异蛋白的部位。

“为了利用女性iPS细胞研究X相关的疾病，我们需要关注究竟是哪一条X染色体被表达。”Plath说道。

这项研究由美国加州再生医学研究所、NIH以及UCLA布劳德干细胞研究中心资助。

 
原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100903092501.htm
悠然/编译

腺病毒的结构：采用cryoEM技术，研究人员确定了人类腺病毒（图中有颜色处）的原子结构。它的结构揭示了蛋白网络（圆形图案）的复杂相互作用。这些相互作用可以用来改造腺病毒以令其适用于抗癌以及基因疗法。图片来源：Image courtesy of UCLA。

要在纳米水平上研究生物结构，例如比光波长还要细小的病毒非常困难。标准的光学显微镜根本无法看清病毒个体，而其它成像技术又很难捕获病毒的天然结构。

近日，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的一队多科学研究小组开发了一项新技术。借助这项技术，他们不但可以看清病毒的结构，还可以利用病毒结构来改造病毒，令其往机体传递药物而不是诱发疾病。相关结果发表在《科学》（Science）杂志上。UCLA的博士后研究员刘红荣（Hongrong Liu）从事微生物学、免疫学以及分子遗传性研究。他与同事揭示了腺病毒在原子水平上的精确结构，并描绘了它的蛋白网络间的相互作用机制。刘红荣等人的工作为相关领域的研究人员提供了病毒关键的结构信息，令他们可以进一步改造腺病毒从而开发癌症疫苗以及制定癌症基因疗法。

Lily Wu是UCLA分子以及医学药理学教授，她同时也是这项研究的主要作者之一。她自己带领的团队一直以来试图改造腺病毒以令其适用于基因治疗。但由于她们对病毒表面受体了解不多，从而妨碍了研究进展。“我们正在改造病毒，希望它能为前列腺癌以及乳腺癌传递药物。但以往的显微镜技术无法看清病毒的结构（从而无法判断究竟改造后的病毒是否适合用来进行基因治疗）。这就像在黑暗中拼装一辆小车。你唯一能准确判断拼装是否成功就是启动这辆车。”

为了更好地看清病毒的结构，Wu寻求UCLA的微生物学、免疫学以及分子遗传性教授，同时也是上文提及的研究的其他主要作者之一的Hong Zhou的帮助。Zhou采用冷冻电子显微镜（cryoEM）来构建生物样品，例如病毒的原子水平上的精准的三维模型。经过研究摸索，最终他们利用cryoEM从31,815个单粒子图像中重构出人类腺病毒的3-D模型。

“因为这个重构模型揭示了分辨率高达3.6埃的病毒结构细节，我们得以构建整个病毒的原子模型。它能非常清晰地显示病毒蛋白是如何结合在一起并相互作用的。”Zhou说道。埃是指一个水分子中两个氢原子之间的距离，整个腺病毒的直径大约是920埃。

有了上述研究成果，Wu等人现在可以进一步改造腺病毒，以用于癌症基因疗法了。

“这项突破是一个伟大的飞跃，但我们仍然有许多困难要克服。”Wu说道。“如果我们的工作最终获得成功，那就意味着我们可以采用腺病毒基因疗法来治疗大多数癌症了。但我们目前主要关注前列腺癌以及乳腺癌，这是因为它们分别是男性和女性最普遍的癌症形式。”

人类腺病毒能引起呼吸道、消化道及眼睛等诸多严重的疾病，同时也是当前非常热门的医学领域“基因治疗”的主要载体，因此受到生物界和医学界的高度重视。Wu的小组之所以以腺病毒为研究对象，主要是因为她们之前的研究曾证实它是一个非常好的基因疗法的候选病毒。腺病毒可以有效地将基因药物传入机体。此外，病毒的外壳是非常安全的传递载体，测试表明它的外壳不会诱发癌症，这是许多其它病毒无法比拟的优势。

CryoEM可以重建高分辨率的生物结构。与此相比，X射线晶体学技术中，研究人员需要模仿样品构建晶体结构，然后采用衍射技术来破解晶体的结构。但该技术有一定缺点，这是因为它难以构建所有蛋白的晶体结构。X射线晶体学技术对晶体要求非常严格，晶体必需杂质很少并且均一。另外，大型复合物的晶体结构可能无法进行高分辨率的衍射。鉴于这些缺点，如果采用X射线晶体学技术来重构腺病毒表面的关键区域，则有可能无法获得满意的结果。

 
原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100901091949.htm
悠然/编译

图片说明：一个国际联盟公布了第三代人类基因组单体型图，即HapMap3。图谱包括来自全球其他7个种群的数据，从而将HapMap技术中检测的种群数目提高至11个。这项成果将有助于研究人员深入展开基因组方面的研究，从而找出与复杂疾病相关的常见以及罕见遗传变异。图片来源：Jane Ades , NHGRI。

 
近日，发表在《自然》（Nature）杂志上的文章介绍了第三代“人类基因组单体型图”计划（HapMap3）对人类全基因组遗传变异的检测。HapMap3的完成揭示了在人类群体中进行遗传研究的价值以及检测遗传变异的最新型的DNA测序技术的价值。

为了收集各种遗传变异的信息，以及制定用于寻找尽可能多的遗传变异的测序技术，研究人员对多个人种进行了广泛的遗传变异研究，从而为将来进行变异与疾病的遗传研究打下坚实基础。

HapMap3计划旨在找出人类基因组的基因组标志，它可简化重要遗传变异的查找过程。在人类基因组单体型图计划最后一个阶段，也即HapMap3阶段——研究人员对11个人种的1184个个体的基因组进行了遗传变异筛查工作。这项计划包括鉴定人类基因组核苷酸多态性（SNP）以及拷贝数多态性（CNP）。

德克萨斯州休斯顿贝勒医学院分子和人类遗传学系教授，人类基因组研究中心的主管Richard Gibbs指出：“尽管我们在人类基因组计划中获得了非常显著的成就，但在人类遗传变异方面的了解仍然非常有限。这次，我们研究了更多的人群信息，并借助SNP及CNP研究，才得以找到研究这些变异的方法。这些结果可以告我我们更多有关人类遗传变异的信息，并提示我们如何有效地研究变异。”

研究结果显示，罕见变异在人群中呈不均衡分布。从进化理论上说，这可能是因为常见的遗传变异出现地较早，有充足的时间在同一种人群中延续下去。这提醒我们，遗传学研究应该在更大范围的人群中开展以获得更多新的、种群特异性变异。

曾在英国剑桥大学威尔克姆基金会桑格学院研究所（Wellcome Trust Sanger Institute）任职，“人类基因组单体型图”计划协调人之一、日内瓦大学的教授Manolis Dermitzakis说到：“我们对人类遗传变异的研究越仔细，对遗传变异的了解就越清晰。我们在遗传研究方面的首要任务就是要区分对健康非常重要的基因与那些无关基因。HapMap3将会帮助我们把小麦从糠皮中拣出来（找到关键变异）。”

除了上述提到的基因表型研究之外，HapMap3还测定了人类基因组10个100kb的区域。与采用DNA芯片技术（目前大部分研究都使用此技术）的发现结果不同，直接测序技术不会偏向更多的常见变异，而是直接测定变异的频率。结果研究人员发现，大部分变异都是相对少见的（每10个人中少于1人有这种变异，即出现概率小于1/10）。同时，他们还发现了大规模的罕见变异（出现概率小于1/100）或“个体”变异（仅在一个个体中发现）。所有这些变异中，几乎每10个变异中就有8个是以前从没发现过的，其中出现概率小于1/100的变异中，几乎每10个变异中就有4个仅可以在同一个人种中出现。

鉴于此，研究人员认为不同人群拥有不同的与免疫系统、创伤愈合以及嗅觉相关的基因变异。研究人员可能会对这些基因系统的作用机制及疾病抗性进行更深入的研究。同时这些结果表明，我们需要对大量人群和样品进行广泛研究，才能完全了解人类遗传变异。

波士顿马萨诸塞总医院、麻省理工（MIT）博德研究所，哈佛大学David Altshuler教授说到：“某些人认为过去十年间，我们在人类基因组计划中获益不多，但也许他们都忘记了那时我们所拥有的对遗传变异的了解是如此之少。令人们惊喜的是，我们最终从不足90%的基因组中找到了出现概率为1/200或更罕见的遗传变异。回看几年前，我们根本不知道遗传变异的程度，以及如何获得低频率的变异样本。HapMap与其它大规模的计划改变了我们对于人类基因组及其与健康和疾病相关性的了解。”

HapMap3/ENCODE3的相关数据已向大众公开，可登陆http://www.hapmap.org查看。

原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/09/100901132201.htm
悠然/编译

斯克里普斯研究所的科学家已拼凑出人类腺病毒结构图。图片来源：Image courtesy of the Nemerow and Reddy labs at the Scripps Research Institute。

 
经过逾10年的研究，美国斯克里普斯研究所的科学家首次揭开了人类腺病毒结构的面纱。腺病毒是有史以来研究人员在原子分辨率级别上鉴定出的、最大的复合物。相关结果发表在8月27日的《科学》（Science）杂志上。关于这种会诱发呼吸道、眼部以及胃肠道干扰的腺病毒的新发现将有助于开发更为有效的基因疗法以及研制新型抗病毒药物。

“虽然我们已经知道病毒结构的多种重要特征，但如果你要重新构建适用于基因疗法的病毒，那么就必须更为仔细地了解它的结构。” 斯克里普斯研究所教授Glen Nemerow说道。他与副教授Vijay Reddy一起领导了这项研究。“虽然目前人们采用X射线晶体技术揭示了多种病毒的结构，但腺病毒是迄今为止采用这种技术揭开的最大型的病毒。腺病毒分子量为150MDa，它含有大约1百万个氨基酸，为PRD1的两倍。PRD1是之前在原子分辨率水平上测定出的最大的病毒。”
 

基因治疗的前景
20世纪50年代，人们首次发现了腺病毒。它会导致多种疾病，包括普通感冒的发生。虽然机体可以抵抗感染，但免疫系统受损的婴儿与人群非常容易出现严重的并发症。目前还没有可以克制腺病毒的药物，因此制定相关治疗策略非常必要。

腺病毒已困扰人们上千年了，最近科学学试图利用它的特性——例如它的稳定性以及感染多种不同类型细胞的能力——来治愈疾病。他们希望经过修饰的腺病毒可以作为治疗性基因的载体，将基因传递至病人内部细胞中从而令它在基因疗法中扮演重要角色。

“早期的开创性基因疗法中，人们曾借助腺病毒来治疗囊性纤维化病。”Nemerow说道。“不过，实验都以失败告终了。这是因为当时科学家还不了解腺病毒的生物学特性以及病毒与寄主细胞之间的相互作用，从而无法恰当地使用病毒。”

尽管在研究早期遭受过许多挫折，但至今大约25%的基因疗法中都采用腺病毒。当中它主要被用来辅助治疗癌症以及心血管疾病。Nemerow指出。如果可以更好地了解这种病毒，将有助于改善上述状况，如果获得成功，那么将会对病人有显著的帮助。
 

马拉松之旅
Nemerow等人于1998年着手研究腺病毒的分子结构。他们当时并没有想到，这一研究居然花费了12年才获得最终成功。

Nemerow等人采用X射线晶体技术——研究大型复合物的分子结构的金标准——来测定腺病毒的结构。实验中，研究人员将首先将大量的蛋白或病毒转换成晶体形式。随后，他们将晶体放置在一束X射线面前。X射线与晶体内的原子相遇时会发生衍射。借助衍射图谱，研究人员得以重构晶体中的原子排列。

不过，这个过程中有几个步骤可能会产生问题，值得注意。

第一个问题是晶体的形成过程。其他科学家尝试令腺病毒结晶但却失败了。这是因为病毒的细长的、类似轮辐状结构的纤维从它的顶部凸出而干扰了结晶的形成。Nemerow等人构建的腺病毒缺失这些长轮辐状样的结构，因而成功结晶。但随后他们发现，这个结晶并不稳定。之后，他们做出另一个尝试，构建出一个具有短纤维的病毒。这解决了上述无法结晶以及不稳定的问题。但是，要想获得结晶，溶液中需要有高浓度的蛋白。但这会导致另一个问题的出现。因为高浓度蛋白环境下，腺病毒会聚集成束，从而变得不稳定。Nemerow等人采用不同的化学添加剂以及缓冲液反复试验，最终找到一个合适的方法令病毒保持溶解状态，不聚集成束。最后，他们成功令病毒结晶。

但当Nemerow与Reddy将结晶带去给劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源同步加速器辐射设施检测，晶体居然无法在X射线下衍射了。
 

在逆境面前毫不退缩
Nemerow等人需要的应该是更高质量的结晶。

他们继续摸索，改变令结晶形成的条件，尝试构建可在在X射线下衍射的结晶。Reddy与Nemerow有了一个新想法——向机器人系统求助，让它创造出结晶。这在当时（2002年）还是一个新奇而昂贵的提议。“我们无法每次用移液器吸取少于1微升的样品。但是机器人则可以。它每次采用非常小的样品——50纳升。在这些小液滴帮助下，我们可以探索各种条件。晶体在这些小液滴环境下生长更迅速。”

经过一系列机器人实验，研究人员探索出产生高质量晶体的条件。接着，他们在实验室重设这些条件，获得足够的结晶，随后再前往劳伦斯伯克利国家实验室接受检测。这次，晶体终于在X射线下衍射了——但衍射现象并不明显（分辨率只有10埃），不足以测定晶体结构。

幸运的是， 那时非常尖端的同步加速器——阿贡国家实验室的高级光子源的23ID-D的射线仪器刚刚在芝加哥上市。Reddy的导师建议他们试试带晶体去给这台仪器检测。可喜的是，这次他们的腺病毒晶体终于衍射了（分辨率为3-4埃）。
 

迈向终点
事实上，他们的挑战还没有结束。晶体被X射线破坏，从而限制了从单一晶体中获得的数据量。没有办法，Nemerow与Reddy只有继续改变晶体形成的条件以及产生更多的机器人结晶。经过一系列努力，他们再次踏上芝加哥之路。Nemerow与Reddy一年之内至少前往芝加哥三次。最终，他们收集了接近1000个结晶的数据，其中10%的晶体发生衍射。
 

新的理解
研究人员利用获得的数据制定了腺病毒的3-D原子结构示意图，图中放大了病毒的最薄弱的连接点以及它的结构长度。Nemerow指出，这些信息可以用来开发药物，例如可以预防病毒解体随后感染细胞。他还对这些新信息有望用于基因治疗感到非常兴奋。此外，研究人员还指出，腺病毒的结构同时还揭示了与受体相互作用的关键蛋白的意想不到的变化，从而强调了这些装配部件的可塑性。

在将来的研究中，Nemerow等人计划更好比较不同类型腺病毒的结构。

原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100826141225.htm
悠然/编译

美国宾夕法尼亚州立大学研究人员绘制出我们身体内部每个细胞中发生的关键遗传过程的首张3-D原子图谱。他们采用3-D可视化方法——X射线晶体技术构建了第一张蛋白与核小体相互作用的图谱。研究人员希望这张图谱将来可以用来深入研究疾病，例如癌症。上图这张2-D图谱描绘了RCC1染色质蛋白与核小体的相互作用。图片来源：Song Tan laboratory, Penn State University。

近日，《自然》（Nature）刊登了一项里程碑式的研究成果：美国宾夕法尼亚州立大学生物化学与分子生物学副教授Song Tan等人绘制出我们身体内部每个细胞中发生的关键遗传过程的首张3-D原子图谱。他们采用3-D可视化方法——X射线晶体技术构建了第一张蛋白与核小体相互作用的图谱。研究人员希望这张图谱将来可以用来深入研究疾病，例如癌症。

作为生命基因蓝图的DNA必需被破译或“阅读”，尤其是当它们紧密折叠成核小体的时候更应仔细研究。核小体是细胞内关键的遗传过程靶点，人们可以通过它来研究正常细胞以及病变细胞分别是如何工作的。宾夕法尼亚州立大学与其它研究所之前的研究发现了染色质酶（chromatin enzymes）——与核小体结合从而调控特定基因开启或关闭的蛋白。由于核小体的三维结构早在13年前就已被探明，因此研究人员想知道染色质酶是如何识别并作用于核小体从而调控细胞内的基因表达以及其它过程的。

为了解决这个问题，Tan小组的博士后Ravindra D. Makde将蛋白RCC1的分子晶体与核小体结合，随后采用X射线晶体技术来查看这个复合物的原子结构。从中，研究人员可以观察酶是如何识别DNA以及核小体的蛋白核心的组成成分的。出乎意料的是，这个结构同时还表明DNA包装成核小体后是如何伸展的。

在这之前，研究人员只能观察蛋白是如何与核小体结合的。但现在，有了上述结构图谱，他们的研究有了大进展，可以更好地理解细胞是如何“阅读”染色质从而调控基因表达的。

Tan等人在这方面的研究已经持续了接近十年了。他们对这次能观察染色质蛋白与核小体之间的错综复杂的相互作用感到非常兴奋。他们都对研究前景充满信息。“现在，我们的目标是研究与核小体结合的其它在生物学以及医学上都非常重要的染色质酶的结构。”Tan说道。“我们希望这项研究可以解释基本的遗传过程机制，并为制定低于人类疾病，例如癌症的新型疗法打下坚实基础。”

原文检索: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100825131453.htm
悠然/编译

恢复正常。图片来源：Tetra Images/Getty。

角膜受损的病人接受生物合成角膜植入手术后恢复了视力。

角膜损伤最终会导致严重的视力模糊。目前的治疗方法主要有两种。一种是将捐赠者的角膜植入患者眼部，以替换受损角膜行使功能，但由于全世界范围内的捐赠角膜都非常短缺，因此这种方法可行性不高；另一种则是植入非常难看、像针孔摄像机般的替代物。

现在，瑞典林雪平大学的May Griffith与同事一起开发出一种角膜。这种角膜由人体胶原制成，它的形状和大小都与人类天然角膜非常相似。“它就像一枚隐形眼镜。”Griffith说道。不同的是，由于与天然角膜的构成非常相似，所以生物合成角膜可以刺激病人自身细胞在它内部再生。

Griffith的小组将这枚生物合成角膜植入10名角膜受损患者的眼部。他们利用尼龙缝线将生物合成角膜很好地固定在眼球。随后，研究人员让患者持续六周服食免疫抑制药物以预防排斥反应。

两年后，所有接受植入手术的患者眼内的生物合成角膜都充满了患者自身细胞。与此同时，神经也获得了再生，并遍布这枚角膜。这些神经对细胞的存活以及维持眨眼反应都具有非常重要的作用。

10名患者中有6名已恢复了视力。其余4名患者仍然有清晰可见的“混浊点”。Griffith认为这可能是遍布合成角膜的尼龙缝线的疤痕。

美国加州斯坦福大学眼科教授Christopher Ta说道：“我认为Griffith的工作有望给角膜移植领域带来一场革命。未来5年，很可能这种工程角膜会得到广泛的应用。”

原文检索：http://www.newscientist.com/article/dn19369-collagen-corneas-restore-damaged-sight.html
悠然/编译

病变肝细胞。图片来源：Dr Tamir Rashid。
 
 

近日，英国剑桥大学的研究人员成功利用人类一小块皮肤样本构建出病变的肝脏细胞。这项技术表明，人们可以利用干细胞模拟多种遗传性疾病中的病变细胞，从而在体外研究体内的疾病进程。研究人员希望能为肝病患者制定新型治疗策略。相关研究结果发表在国际顶尖学术期刊《临床研究》(The Journal of Clinical Investigation) 上。

在英国，肝病是排行第5的致死性疾病。前面1至4名则分别是：心血管疾病、癌症、中风以及呼吸系统疾病。过去30年间，死于肝病的年青人和中年人士的数目增加6倍有多，而因肝病而死亡的人数正逐年以8~10%的几率增长。

这样下去，到2012年，英国将会成为欧洲肝病死亡率最高的国家。如果不及时找到相应的治疗方法，那么接下来的10~20年，肝病将会超越中风和冠心病而成为英国最主要的致死性疾病。在美国，肝病每年造成接近25,000人死亡。

制定肝病治疗策略迫在眉睫，但由于肝细胞（hepatocytes）无法在实验室中培养，导致人们难以在体外开展肝病研究工作，研究进展缓慢。不过，上述由威康信托基金和医学研究理事会（MRC）资助的剑桥大学的研究描述了利用罹患各种肝病的病人的皮肤构建病变肝细胞样的细胞的过程，从而实现了肝病的体外研究。

通过复制肝细胞，研究人员不但可以仔细观察病变细胞内发生的变化，还可以检测新型疗法处理这些病变的有效性。研究人员希望他们的发现最终可以制定个性化疗法，并施行分子疗法——在体外将患者病变细胞治愈，然后再送回患者体内。此外，由于这种策略还可以用来模拟机体其它部位的细胞，从而有望治疗除肝病以外的其它器官疾病。

实验中，研究人员首先获取了4名罹患各种遗传性肝病的患者以及3名健康对照志愿者的皮肤活组织。然后，他们将皮肤细胞重编程为干细胞。这些干细胞随后被用来分化出类似各种肝病细胞的病变细胞——这是人们第一次采用干细胞模拟病人特异性肝细胞。同时，研究人员还利用这些干细胞构建对照志愿者的“健康”肝细胞。值得注意的是，研究人员模拟的三种肝病涵盖了多种肝病的病理机制，因此证明了他们的研究有望用于治疗多种疾病。

研究人员指出，由于目前肝脏捐赠短缺，因此我们必须尽快找到一种替代疗法。他们的研究有望加快新型疗法的出现——或者采用新型药物进行治疗，或者采用分子疗法进行治疗。从干细胞中构建病人特异性的肝细胞系的方法在抗击肝病方面是一大进步。短期来说，这项技术有望为研究肝病生物学机制提供新型工具；长期来说，它可以为肝脏衰竭病人提供可替换的肝细胞资源。

 
原文检索：http://www.sciencedaily.com/releases/2010/08/100825131546.htm
悠然/编译

蟒蛇妈妈抱蛋也不容易：蛋A：“妈妈，我好热！”，蛋B：“妈妈，我好渴！”，蛋C：“妈妈，我没法呼吸了！”，蛋D：“妈妈，我害怕！”郁闷的蟒蛇妈妈：“宝宝们，让我歇口气，我已经在尽力啦！”

一些孵养型动物的双亲会轮流照看它们的雏儿，不过蟒蛇却不是这样。在整个孵卵期间，大多数蟒蛇妈妈都会单独守在窝里，环抱着它们珍爱的蛇蛋。这些母亲们用盘卷缠绕的怀抱保护着它们的孩子，使之免遭食肉动物的吞噬，同时为蛇蛋保温。不过，如果蛇妈妈们抱得太紧，也可能会妨碍孩子们的呼吸，所以它们会定期放松怀抱，以改善蛇蛋的供氧。除此之外，在孵卵期间，发育中的幼孩还需要外界提供整个成长期必需的水分。

但当气候干燥时，这种需求反而会使它们处于脱水的危险之中。大家知道，在孵卵期间，蟒蛇妈妈会通过调整姿势确保孩子不会窒息，但当环境湿度发生波动时，它们是否也会改变姿势，以保护蛇蛋免受脱水之苦呢？美国亚利桑那州州立大学（Arizona State University）的Zachary Stahlschmidt和Dale DeNardo渴望知道问题的答案，于是，他俩在温度范围为26℃~31.5℃时，分别于低、中、高湿度条件下监测8条正在孵卵的蟒蛇妈妈的行为。

两位学者监测了蛇的体位以及巢的温度与湿度，发现当空气潮湿时，蟒蛇妈妈们似乎并不忧虑水分缺失的问题，只是单纯地在蛇蛋温热时松开盘绕的怀抱，而当温度下降时又紧紧卷绕，从而保持蛇蛋的温度。然而，当空气干燥时，蛇妈妈们明显用更多的时间紧紧卷绕住蛇蛋，即使巢内依然温热，足以使它们松开卷绕的怀抱时，它们仍然紧抱蛇蛋，以保护孩子们免遭脱水之苦。

因此，蟒蛇妈妈根据湿度和温度的变化调整其盘绕抱蛋的行为，从而保护未孵出的幼孩，防止它们脱水，可谓是在孩子的生命开端就给予它们最好的生活条件了。

原文检索：Stahlschmidt, Z. and DeNardo, D. F. (2010). Parental behavior in pythons is responsive to both the hydric and thermal dynamics of the nest. The Journal of Experimental Biology. 213, 1691-1696.
文佳/编译