7月11日Nature杂志生物学精选
封面故事:肠道中的噬菌体
噬菌体在哺乳动物肠道中与它们的细菌宿主大量自然共存。抗生素处理会负面影响肠道环境，造成免疫和代谢缺陷。以前，肠道平衡的破坏主要是在细菌层面上被研究的，但在这项研究中James Collins及同事却采用 “比较元基因组学”方法来分析在用抗生素处理后小鼠肠道中的噬菌体类群。他们发现，暴露于“环丙沙星”或“氨比西林”，会富集与对抗生素的抵抗力相关的由噬菌体编码的基因。而且，来自用抗生素处理过的小鼠的噬菌体，能够在一个以有氧方式培养的纯真微生物群中增强抗药性。这些结果表明，抗生素处理会增加噬菌体融合的频率，刺激大范围内的宿主，这会促进一个功能库的形成，后者在遗传上是多样化的，同时也非常便于被肠道细菌利用。
支架蛋白不只起辅助作用
与受体相关的支架一般被认为是信号作用通道的相对静止的成分，它们将一个被激发的受体连接到下游目标上，同时增大该受体的范围和效能。其中的一个例子是支架蛋白Shc1，它与被激发的EGF受体酪氨酸激酶结合。在这项研究中，Tony Pawson及同事利用一种定量蛋白质组学方法发现，Shc1不只是一个简单的转接蛋白，它还连续吸收具有截然不同功能的蛋白，从而随着时间的推移切换 EGF受体的信号输出。
RNA结合蛋白的目标
决定RNA结合蛋白与其目标相互作用的RNA的序列和环境，过去往往是根据不同蛋白的情况逐一被研究的。现在，由Timothy Hughes及其同事所完成的一项研究，报告了对来自24种真核生物的超过200种RNA结合蛋白的结合点所做的一个全面分析。他们识别出了保守的 RNA-结合主题，同时他们的分析也允许仅仅根据“RNA-结合域”来预测相互作用点。这些主题还被发现反映每个分子的功能，这将有助于了解以前未被定性的先例所起作用。
肺结核病原体耐久力的解析
肺结核是一种特别能使人身体虚弱的病，部分原因是“结核分枝杆菌”病原体能够无症状地在宿主体内长久存在很多个月、甚至几十年时间。对超过45个“结核分枝杆菌”转录因子所做的一项ChIP-Seq基因组图谱分析，结合来自这些因子的系统性过度表达的表达数据，被用来在系统范围内重建决定分支杆菌耐久力的调控网络。该网络揭示了对组织缺氧的适应与脂质代谢(二者都被认为是肺结核发病的关键)之间的联系，同时这项研究还发现以前未被研究过的转录因子 Rv0081是该网络的一个调控枢纽。
指甲控制指头再生
小鼠和人类的指尖再生是哺乳动物器官再生的一个引人注目的例子。然而，这种能力是非常有限的：如果指头在超过指甲的地方被截掉的话是从不会再生的。 Mayumi Ito及其同事为这一过程提供了新见解。他们发现，控制小鼠指甲干细胞分化的机制直接耦合到其协调指头再生的能力上。位于指甲干细胞区域远端的指甲祖细胞在一个依赖于Wnt信号作用的过程中分化成指甲。Wnt信号作用的激发也是指甲再生以及吸引那些促进整个指头在切除后再生的神经所必需的。作者提出，指甲干细胞也许可用于为截肢者开发新的治疗方法。
控制由库存操纵的Ca2+进入
细胞Ca2+信号作用是由STIM(间质相互作用分子)蛋白调控的，后者是内质网中的Ca2+传感器，将Ca2+的库存耗尽与胞质膜中“由Ca2+的释放激发的Ca2+ ”(CRAC) 通道的打开联系起来。ORAI蛋白是CRAC通道的细孔亚单元，控制这一通道的打开。在这篇文章中，Sharma等人发表了一项全基因组RNA干涉分析，它设计用来识别由库存操纵的Ca2+进入的必要调控因子。他们发现，Septin家族的细胞支架细丝是这一过程的重要调控因子，通过ORAI1 与 STIM1之间的联系发挥作用。
磷酸肌醇是细胞内膜运输的重要调控因子。虽然“磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸盐”的作用已被很好定性，但“磷脂酰肌醇-3,4-二磷酸盐” (PI(3,4)P2) 的作用仍不清楚。在这项研究中，Volker Haucke及其同事发现，PI(3,4)P2在名为Class II“磷脂酰肌醇-3-激酶C2C”(PI(3)K C2()的 酶作用下的形成在时空上控制由“网格蛋白”介导的细胞内吞作用。这些发现提出了PI(3,4)P2在膜运输中的一个新颖功能。
疟疾病原体的很多伪装
当疟疾寄生虫“镰刀形疟原虫”感染红血球时，它逃避免疫检测的办法是，一次只表达从抗原上来讲截然不同的60个var基因中的一个，然后在感染过程中再改为表达一个新的基因。在这项研究中，Louis Miller及其同事发现，“组蛋白H3修饰赖氨酸36三甲基化”(H3K36me3) 存在于转录起始点上，并沿被沉默的var基因的基因体(gene body)分布。“使镰刀形疟原虫变异体沉默的SET基因” (PfSETvs) 的剔除，导致所有60个var基因被同时转录，其中每个基因编码PfEMP1膜蛋白的一个不同版本。因此PfSETvs在var基因沉默中起一个关键作用。另外，这项研究中所生成的PfSETvs基因剔除寄生虫因其能够表达所有PfEMP1蛋白而具有用作一种抗疟疾疫苗的潜力，这样应能生成一个用来防止疟疾的大范围的抗体库。
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项目成果
