撰文 | 鹹姐
責編 | 十一月
北京時間2020年9月18日，Molecular Cell在第79卷第6期共發表11篇研究性文章，主要涉及有絲分裂染色體的組織、細胞內質量控制和修復機制、應激反應、脂肪生成、癌症和線粒體基因表達。
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有絲分裂染色體如何能夠緊密地結合在一起，以便在子細胞中進行乾淨的分離，同時又保持姐妹染色單體的緊密平行排列的呢？美國哈佛大學的Nancy Kleckner團隊發表文章 The 3D Topography of Mitotic Chromosomes ，通過對活細胞及固定的哺乳動物細胞進行高解析度三維螢光成像，發現有絲分裂染色體的姐妹單體通過提供機械穩定性的「迷你軸」橋連接，該橋的存在排除了螺旋染色體的纏繞。相反，未分裂的前期線性環/軸陣列，具有包含交替不對稱（扭曲）的連續半螺旋段的變形軸，經歷橫向分裂，然後通過簡單的線性縮短來壓縮。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.002
2
黏連蛋白是一種環狀蛋白複合物，在染色體結構中以拓撲方式捕獲DNA以實現其關鍵功能。儘管在姐妹染色單體的結合和染色體組織中起著關鍵作用，但是將黏連蛋白環加載到DNA上的機制仍然未知。英國弗朗西斯·克裡克研究所的Frank Uhlmann團隊發表文章 A Structure-Based Mechanism for DNA Entry into the Cohesin Ring ，利用冷凍電鏡和生化技術描述了由ATP驅動的黏連蛋白複合體的結構變化驅使DNA進入黏連蛋白環的過程。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.013
3
雖然多聚ADP核糖基轉移酶1（PARP-1）對組蛋白的ADP核糖基化反應與基因毒性應激反應有關，但其在生理過程和基因表達中的作用仍不清楚。美國德克薩斯大學西南醫學中心的W. Lee Kraus團隊發表文章 Functional Interplay between Histone H2B ADP-Ribosylation and Phosphorylation Controls Adipogenesis ，發現核NAD+合成酶NMNAT-1對組蛋白上的Glu和Asp殘基具有PARP-1催化活性，snoRNA激活的PARP-1與NMNAT1對組蛋白H2B-Glu35的生理性ADP核糖基化可抑制AMPK介導的鄰近的H2B-Ser36磷酸化，而後者是體內促脂肪基因表達和脂肪代謝所必需的。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.08.002
4
核糖體相關質量控制（RQC）途徑保護細胞免受因翻譯受損或缺陷mRNA而引起的不完整蛋白質產物的毒性，基於酵母方面的大量研究已經確定了導致缺陷mRNA和部分合成多肽降解的高度保守機制。美國卡內基研究院的Kamena K. Kostova團隊發表文章 GIGYF2 and 4EHP Inhibit Translation Initiation of Defective Messenger RNAs to Assist Ribosome-Associated Quality Control ，利用基於CRISPR-Cas9的篩選在哺乳動物中尋找額外的RQC策略，最終確定了兩個可以與停滯的核糖體結合併阻止錯誤信息新一輪翻譯的翻譯抑制因子——GIGYF2和4EHP，它們與其他質量控制因素共同作用，防止有毒蛋白質的積累。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.007
5
多種生物體中的內質網自噬降解（ER-phagy）是由內質網應激所觸發的，但是其具體調控的分子機制尚不清楚。北京師範大學的Li-Lin Du團隊發表文章 A UPR-Induced Soluble ER-Phagy Receptor Acts with VAPs to Confer ER Stress Resistance ，發現裂殖酵母蛋白Epr1 可作為橋聯分子，介導自噬膜上的Atg8與ER上的完整膜蛋白VAPs之間的結合，從而通過促進ER-phagy來抵抗內質網應激。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.019
6
細胞一直在不斷地經歷著滲透壓的變化，這些外部變化導致細胞體積的變化，從而導致分子擁擠的內部狀態。美國密西根大學的Nils G. Walter團隊發表文章 Multivalent Proteins Rapidly and Reversibly Phase-Separate upon Osmotic Cell Volume Change ，發現哺乳動物細胞在高滲應激狀態時，三聚體加工小體蛋白DCP1A可迅速相分離，並在恢復等滲後溶解，即使在多次滲透壓變動情況下，對細胞的活力的影響也很小，進而揭示多聚蛋白質可以通過快速可逆的相分離對這種細胞變化做出快速反應。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.08.004
7
應激顆粒（SG）是mRNP在應激作用下形成的凝聚體，由多價蛋白質-蛋白質、蛋白質-RNA和RNA-RNA相互作用產生，但是RNA-RNA相互作用在SG組裝中的作用仍存在著很多未知。美國加州大學的James E. Wilhelm團隊發表文章 An In Vitro Assembly System Identifies Roles for RNA Nucleation and ATP in Yeast Stress Granule Formation ，提出了一種利用細胞質提取物和RNA莖環陣列重組酵母應激顆粒的方法，利用該系統揭示了ATP水平、ATP酶活性和RNA縮合物組合調節SG形成的方式，由此表明形成一個典型的SG需要不同的轉錄本網絡，並為深入研究SG形成過程中轉錄組和ATP依賴性重塑之間的相互作用提供了平臺。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.017
8
約50%的前列腺癌（PCa）會發生TMPRSS2-ERG基因融合，其融合產物是前列腺癌發生的關鍵驅動因素，也是PCa的潛在治療靶點。然而，如何利用細胞信號來抑制TMPRSS2-ERG癌蛋白用於PCa治療仍然不清楚。同濟大學醫學院Haojie Huang團隊發表文章 DNA Damage Promotes TMPRSS2-ERG Oncoprotein Destruction and Prostate Cancer Suppression via Signaling Converged by GSK3β and WEE1 ，首次揭示了TMPRSS2-ERG蛋白破壞機制，證明完整的PTEN和GSK3b信號對於PCa基因毒性療法能有效靶向TMPRSS2-ERG至關重要。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.028
9
細菌核糖體RNA是由一種專一的、保守的轉錄延伸複合物合成的，該複合物可以高速轉錄，保護RNA聚合酶免於提前終止，並通過目前未知的機制支持共轉錄的RNA摺疊、修飾、加工和核糖體亞基組裝。德國柏林自由大學的Markus C. Wahl團隊發表文章 Structure-Based Mechanisms of a Molecular RNA Polymerase/Chaperone Machine Required for Ribosome Biosynthesis ，在結構上和功能上分析了核糖體RNA轉錄延伸複合物，解釋了轉錄因子和RNA元件如何在RNA聚合酶上組織以抑制暫停和成熟前終止的，以及這些因子如何形成一個複合RNA伴侶以支持共轉錄RNA的摺疊和遠端RNA區域的退火。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.08.010
10
DNA雙鏈斷裂（DSB）是威脅基因組穩定性的危險病變，DSB修復獲得保真度的最好方式是通過與同源模板序列重組來實現。在酵母中，轉錄RNA被證明是DNADSB修復的模板，然而，RNA驅動的修復過程的分子途徑仍不清楚。美國喬治亞理工學院的Francesca Storici團隊發表文章 Genetic Characterization of Three Distinct Mechanisms Supporting RNA-Driven DNA Repair and Modification Reveals Major Role of DNA Polymerase ζ ，描述了酵母細胞中RNA直接或間接將遺傳信息傳遞給DNA的三種遺傳機制，揭示了直接RNA模板的DNA重組是通過DNA聚合酶ζ的跨損傷修復實現的。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.08.011
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線粒體包含自己的基因表達系統，包括專門合成氧化磷酸化（OXPHOS）複合物的一些疏水亞基的膜結合核糖體。瑞典斯德哥爾摩大學的Martin Ott團隊發表文章 Molecular Connectivity of Mitochondrial Gene Expression and OXPHOS Biogenesis ，描述了在線粒體基因表達的各個步驟中涉及的蛋白質的鄰近相互作用體，這種高度特異性的網絡揭示了具有重要戰略意義的核糖體位點是由介導不同過程的因子構成的，例如，線粒體核糖體多肽通道出口負責膜嵌入、氧化還原輔因子的獲取和早期OXPHOS的組裝。由此揭示了線粒體基因表達的連通性和獨特性。
原文連結：https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.024
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