《细胞》

研究揭示脊椎动物骨骼肌中肌节组织分子基础

德国马克斯·普朗克分子生理学研究所Stefan Raunser团队揭示了脊椎动物骨骼肌中肌节组织的分子基础。这一研究成果近日在线发表于《细胞》。

通过电子冷冻断层扫描，研究人员确定了天然脊椎动物骨骼肌节的分子结构。结构重建揭示了A带、I带和Z盘中肌动蛋白和肌球蛋白的三维组织和相互作用的分子细节，并证明了α—肌动蛋白通过与6nm间隔形成双峰而交联了反平行肌动蛋白丝。

约为10埃分辨率的肌球蛋白、原肌球蛋白和肌动蛋白结构进一步揭示了“双头”肌球蛋白的两种构象，其中杠杆臂和轻链的灵活取向使肌球蛋白不仅可以与同一肌动蛋白丝相互作用，还可以与肌动蛋白丝相互作用，以及在两条肌动蛋白丝之间分裂。这些结果为脊椎动物骨骼肌的基本组织提供了新见解，并为肌肉疾病研究奠定了坚实的基础。

据了解，肌节是肌肉的产生力和承重的装置。有关肌节如何形成的精确分子图谱有助于理解它们在健康和疾病中的作用。

相关论文信息：

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

早期细胞形态转变促进人脑进化扩展

英国MRC分子生物学实验室Madeline A. Lancaster及其研究小组发现，早期细胞形状转变促进了人前脑的进化扩展。这一研究成果日前在线发表于《细胞》。

研究人员使用衍生自人、大猩猩和黑猩猩细胞的大脑类器官研究驱动进化性大脑扩张的发育机制。研究发现神经上皮分化在猿类中是一个持久过程，存在以细胞形状改变为特征的先前无法识别的过渡状态。

此外，研究人员还发现，由于这种过渡的延迟，人脑类器官较大，这与核迁移动力学和细胞周期长度的差异有关。比较RNA测序揭示了细胞形态发生因子（包括ZEB2，一种已知的上皮—间质转化调节基因）的表达动力学差异。研究发现ZEB2促进神经上皮细胞过渡，这揭示了在人脑部扩张中建立神经上皮细胞形状的重要作用。

相关论文信息：

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

《美国化学会志》

机器并行操作合成序列选择性十肽

英国曼彻斯特大学David A. Leigh团队报道了两台人工分子机器并行操作的序列选择性十肽合成。相关研究成果近日发表于《美国化学会志》。

研究人员报告了通过两个基于轮烷的分子机器并行操作的十肽制备。合成过程分为4个阶段：在同一反应容器中同时操作两个分子肽合成器；短低聚物中间体的选择性残基活化；连接；产物释放。

机器设计的主要特点包括：选择性地将巯基脯氨酸构建基块转化为半胱氨酸（一旦它被一个分子机器并入六肽中间体）；大环肽联氨键（作为第二台机器的一部分）以区分中间体并实现其功能定向连接；以及在一台机器的组装模块中加入谷氨酸残基，以使最终产品能够释放，同时从产品中移除组装机械的一部分。

这两种分子机器参与的产物合成超出了单个小分子机器的能力，其方式让人联想到生物学中蛋白质的连接和翻译后修饰。

相关论文信息：

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