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美華裔夫妻最新研究成果登上《自然》雜志

　來自霍德華休斯醫學院生理學與生物化學系，加州大學舊金山分校，以及匹茲堡大學，德州大學西南醫學中心（Southwestern Medical Center）的研究人員通過幾個條件緻死第二位點抑制因子（conditional lethal/second-site suppressor）酵母篩選确定了電壓感應位點（voltage- sensing domains，VSDs）的穿膜包裝（transmembrane packing），從而構建了一個以六對相互作用的蛋白質殘基爲構架基礎的通道down state模式。這種模式與up state模式的比較讓我們對于鉀離子通道有了更深入的結構及功能上的了解。這一研究成果公布在《Nature》雜志在線版上。

　　領導這一研究的是著名的華裔生物學家詹裕農和葉公杼，介紹見後。

　　生物科技信息網消息，細胞離子通道的結構和功能正常是維持生命過程的基礎，其基因變異和功能障礙與許多疾病的發生和發展有關。離子通道的主要類型有鉀、鈉、鈣、氯和非選擇性陽離子通道，其中電壓門控性鉀通道（Voltage-gated potassium (Kv) channels）是鉀通道超家族中成員最多，最爲複雜的亞家族。Kv主要包括Kvα亞單位和輔助亞單位兩部分，目前發現Kv通道亞型或亞單位的突變與學習和記憶的損傷、共濟失調、癫痫、神經性耳聾等一些神經性疾病的産生有關。

　　Kv通道孔環繞着4個電壓感應位點VSDs，VSDs構象的變化可以調控植物鉀離子的吸收和動物電興奮性。這個過程由每一個BSD第四位穿膜片段（S4）上正電荷殘基簇引發，然後将VSD導入一種負電壓位置的down state狀态，或者正電壓的up state 狀态。雖然Kv1.2與up state也許有相互對應關系，但是對于down state的S4局部環境以及其電壓門控變化的了解至今仍不是很清楚。

　　在這篇文章中，研究人員利用酵母篩選确定了down state狀态下VSD的穿膜包裝，這種篩選主要是通過 KAT1（一種真核生物Kv通道）在down state位VSDs對鉀離子引導，從而逆轉鉀離子轉送缺陷型酵母來判斷的。從條件緻死型突變中KAT1 通道上分析中，研究人員辨認了恢複酵母生長的第二位抑制突變，然後他們構建了一個以六對相互作用的蛋白質殘基爲構架的通道down state模式，而且通過空間構象抑制因子突變證實了這一模式。

　　進一步對比這一down state模式與up state Kv1.2結構，研究人員發現VSDs在gating過程中發生了大量的重整，但在這兩種狀态下，S4片段仍然保持在中心孔和和VSD其它部分之間。（生物通：張迪）

　　附?

　　夫婦相随－－記華裔美國科學院院士伉俪

　　有這樣一對夫妻，他們來自同一所大學，畢業後同時被美國加州理工學院錄取，就讀期間同時從物理系轉到了生物系，并且在從助理教授，到副教授，再到教授的過程當中，他們也是巧合地同一年晉升，1984年，他們又一次同時被霍德華休斯醫學院（HHMI）聘爲研究員。他們就是來自舊金山加州大學的詹裕農(Yuh-Nung　Jan)葉公杼(Lily　Yeh　Jan)夫妻。這一個又一個巧合好似渾然天成，但是1996他們同時當選爲美國科學院院士卻是來自妻子的堅持――1995年妻子葉公杼被評爲美國科學院院士，但是因爲丈夫未獲提名而婉言拒絕了這一殊榮，直到次年詹裕農也獲提名，這樣又促成了他們“巧合”的同時成爲美國科學院院士。

　　（詹裕農與葉公杼）

　　詹裕農葉公杼倆夫婦主要的研究方向是鉀離子通道和果蠅神經發育，1986年他們在世界上首次克隆出了一種鉀離子通道 Shaker基因，這一工作與2003年的諾貝爾化學獎主題吻合，許多科學家表示獲獎名單中沒有他們的名字真是種遺憾。雖然未獲得諾貝爾獎，但是詹裕農和葉公杼的工作得到了許多人的肯定，并且從他們實驗室中也走出了多位華人科學家，其中包括獲得Science雜志“青年科學家獎”的時松海，哥倫比亞大學楊建，麻省理工學院的沈華智和中國科學院上海交叉學科研究中心主任饒毅等等。

　　在各大頂級期刊，比如Cell，Science，Nature，Neuron等雜志上，詹裕農和葉公杼發表了許多文章，今年就有8篇。10月7日新一期Cell雜志題爲“Common Molecular Pathways Mediate Long- Term Potentiation of Synaptic Excitation and Slow Synaptic Inhibition” 的文章是他們的研究新成果。這篇文章從神經突觸入手，研究發現CA1錐形神經元信号通路也可以引起慢抑制性突觸後電位（slow inhibitory postsynaptic current ，sIPSC）的長時程增益作用（long- term potentiation，LTP）。