十年磨一剑华裔教授Nature子刊挑战经典学说

　　作为人体的一个重要组成部分，肌动蛋白是真核细胞中含量最为丰富，高度保守的蛋白之一。七十年前，这种蛋白首次在肌肉细胞中被发现，经过多年研究，科学家们已经确证了肌动蛋白相关经典理论：这是一种能相互连接的细胞质蛋白，形成的纤维对于肌肉收缩具有关键的作用。

　　但在新研究中，科学家们发现了细胞核中的肌动蛋白，这带来的惊喜。一篇公布在Nature Structural & Molecular Biology杂志上的文章，发现肌动蛋白具有全新的，基础性的核功能，而且更为令研究人员感到惊讶的是，肌动蛋白是以单分子的形式完成其功能，而不是以聚合的形式。

　　文章的通讯作者是华裔学者沈雪同（Xuetong "Snow" Shen，音译），其研究组在过去的几十年里，一直在努力的弄清楚肌动蛋白在细胞核中的作用。这位德州大学MD安德森癌症中心的研究人员一直沉醉于神秘的核肌动蛋白，他与来自科罗拉多州立大学（Colorado State University）的研究人员合作，开发出了一个独特的模型系统，能通过分析包含肌动蛋白INO80染色质重塑复合物，弄清楚肌动蛋白在细胞核中的功。

　　在2000年，沈博士曾在美国国立卫生研究院Carl Wu实验室从事博士后研究工作，当时他发现肌动蛋白是INO80复合物的一个组成部分，之后又有越来越多的证据表明细胞核确实需要肌动蛋白。然而，肌动蛋白在细胞核中的作用依然是一个未解之谜，因为科学家们缺乏清晰的实验系统。

　　“我们的模型系统为深入了解细胞核肌动蛋白的功能打开了一扇窗，这种蛋白参与了基因表达调控，基因组的稳定性，以及最终的癌症，”沈博士表示。

　　单体肌动蛋白在细胞核中的作用

　　酵母只有一个单一的肌动蛋白基因，因此研究人员认为分析INO80在酵母细胞中的作用，将有助于直接分析这种蛋白在细胞核中的作用。相反，哺乳动物至少有六种形式的肌动蛋白，这些蛋白由不同的基因编码，因此要研究这些蛋白更加困难。

　　研究人员利用遗传和生化的方法，分别评估了肌动蛋白在INO80复合物中的作用。 INO80复合物在细胞核中的正常功能是促进染色质的重排，令包装蛋白和DNA组合形成染色体，调控许多不同基因的表达。

　　研究人员发现，肌动蛋白的一种突变形式会阻止INO80正常行使功能，这表明肌动蛋白参与了染色质重塑过程，而这个过程与癌症诊断和治疗密切相关。

　　在细胞质中，肌动蛋白主要是作为一种聚合物行使功能的，细胞质肌动蛋白是细胞骨架和肌肉收缩的组成成分，对于细胞流动性，包括癌症转移等在内也都具有必不可少的作用。INO80复合物内的肌动蛋白的构成方式十分巧妙，无法形成复合物，而是作为单体与染色质相互作用。

　　“我们的这项研究挑战了经典学说——肌动蛋白以聚合物形式行使功能，揭示了一个全新的肌动蛋白基础性作用，”沈博士表示。

　　古老复合物的新发现

　　肌动蛋白，与INO80其他几种组成元件甚至在人类细胞中都是高度保守的，因此这种机制可能代表着肌动蛋白一个古老的基础性作用。

　　这一研究小组发现了核肌动蛋白与染色质相互作用的确切机制，下一步他们希望能将这一成果延伸到人类细胞上，确定核肌动蛋白参与癌症的可能方式。

　　染色质对于基因活性和抑制之间的微妙关系，具有重要意义，沈博士表示，“破坏这种作用，可能会导致癌症，并且核肌动蛋白是否在这个过程中起作用，还有待观察。”