Cell雜誌同日刊登3篇中國學者論文

復旦周峰團隊《細胞》發文 公布原位染色質互作網路相關研究成果

近日，德克薩斯州西南醫學中心的徐劍教授課題組與復旦大學附屬中山醫院及生物醫學研究院（IBS）周峰研究員課題組合作，首次利用了「biotinylated dCAS9」的方法建立了高解析度，位點特異原位 DNA- 蛋白質以及其他元件的互作網路 。8 月 24 日，相關研究成果以《通過 dcas9 原位捕捉染色質相互作用網路》（「In Situ capture of chromatin interactions by biotinylated dCAS9」）為題在國際頂級學術期刊《細胞》（Cell）雜誌上發表，徐劍教授和周峰研究員為共同通訊作者。徐劍教授為該文章的 Lead Contact。

隨著功能基因組學的飛速發展，對調控基因表達的順式（cis-）和反式 (trans-) 作用元件進行系統研究成為當前急需填補的領域空白。此前也有利用 3D 基因組圖譜的方法來研究染色質結構的組學技術：染色質免疫沉澱技術 CHIA-PET 能夠鑒定到全基因組範圍內的染色質互作水平，最近幾年發展起來的 Hi- C 技術可以在更大範圍內捕獲包含各種拓補結構在內的與染色體相關的互作關聯信息。但遺憾的是，目前為止，這些技術都無法得到與基因位點特異性相關的互作圖譜，同時也缺乏反式作用原件 (trans-) 參與介導的互作圖譜信息。

據介紹，此次研究建立的「CAPTURE 方法」可以針對感興趣的基因位點進行全面的挖掘，在原位發現對 DNA 的轉錄起到重要調控作用的蛋白質及其他元件，這種 3D 互作組學手段有助於科研人員今後就調控元件與疾病和發育的關係作進一步深入研究。

范祖森課題組《Cell》報道調控腸道炎症的天然免疫細胞新亞群 ILCreg 細胞

2017 年 8 月 24 日，國際權威期刊 Cell 雜誌在線發表了范祖森課題組在腸道炎症致病機制研究中的重要研究進展，該項創新研究成果的標題為：「Regulatory innate lymphoid cells control innate intestinal inflammation」。天然免疫系統是機體抵抗病原體的重要防線。天然免疫系統需要精確的免疫平衡調節，免疫應答低下或者應答過度均會引起免疫平衡失調，導致嚴重的免疫病理反應。腸道粘膜免疫系統是機體抵抗病原體的重要場所之一。然而，腸道粘膜免疫系統同時也對不同的共生菌和食物來源的抗原產生免疫耐受。腸道免疫系統的活化和免疫耐受的失衡會導致炎性腸道疾病的發生。固有淋巴樣細胞（ILC）是近年來發現的一類重要的天然免疫細胞亞群。根據 ILC 細胞分泌細胞因子的不同可以分為三類，即 ILC1、ILC2 和 ILC3 細胞。不同類群的 ILC 細胞在抵抗病原體反應中均發揮著重要的作用。ILC 細胞在病原體刺激后被激活產生大量的細胞因子，如 TNF、IFN-和 IL-17 等，激發免疫應答以清除病原體。有研究表明，腸道中的 ILC 細胞的過度活化會導致腸道炎症，而持續的炎症會引起炎性腸道疾病（IBD）。因此，是否存在調節性的 ILC 細胞一直是天然免疫研究領域重點關注的課題。

范祖森課題組利用 IL-10 報告小鼠，在腸道組織發現了一群能夠分泌 IL-10 的 ILC 細胞新亞群，該群 ILC 細胞隨著腸道炎症的進展而大量擴增，繼而抑制過度的腸道炎症，將其命名為 ILCreg 細胞。研究者發現 ILCreg 細胞具有不同於 ILC1、ILC2 和 ILC3 的特徵性分子。在炎性刺激時，ILCreg 細胞能夠分泌大量的 IL-10 和 TGF-。ILCreg 細胞通過分泌 IL-10 抑制 ILC1 和 ILC3 細胞的過度活化，從而緩解了腸道炎症，發揮負性調節作用。通過構建 ILCreg 特異性缺失的小鼠模型，研究者發現 ILCreg 的缺失會加重腸道炎症，並且導致 ILC1/ 3 細胞的過度活化。研究中還發現，ILCreg 自分泌的 TGF-能夠維持 ILCreg 在炎症過程中的增殖和存活，從而維持了 ILCreg 細胞在炎症過程中的調節功能。該研究揭示了調節性的 ILCreg 細胞在腸道炎症致病機制中的重要調節作用，提示 ILCreg 可能在腸道的免疫耐受和穩態維持中亦具有重要作用。

該研究由中科院生物物理研究所主持完成，中科院遺傳發育研究所許執恆研究員、暨南大學尹芝南教授和四川大學陳億博士等也參與了該項目的合作研究。科學院生物物理所范祖森研究員和王碩研究員為本文的共同通訊作者。王碩（研究員）和夏朋延（博士后）為本文的共同第一作者，課題組渠源、熊振、葉步青、杜穎等也參與了該課題的研究。項目還得到了中科院生物物理研究所田勇研究員、清華大學董晨教授、美國 Duck 大學 Zhuang Yuan 教授的大力幫助。該項目得到了國家自然科學基金、科學院戰略性先導科技專項、中科院青年創新促進會和博士后基金的資助。

圖註：ILCreg 細胞通過分泌 IL-10 抑制 ILC1/ 3 細胞的過度活化，從而緩解了腸道炎症，發揮負性調節作用。

楊茂君課題組《Cell》文章解析超-超級複合物整體結構

在最新的這項研究中，楊茂君研究組成功地解析了人源呼吸鏈蛋白質複合物最高級的組織形式——超-超級複合物（MCI2III2IV2）中高解析度三維結構，以及超級複合物（SCI1III2IV1）的原子解析度結構，並第一次直接證明了高於呼吸體的呼吸鏈超-超級蛋白複合物的組織形式的存在，他們推論在線粒體呼吸鏈中四個電子傳遞鏈蛋白將組合成一個更大的超-超級複合物I2II2III2IV2來更高效的發揮功能。

值得一提的是，楊茂君依據結構信息提出了全新的線粒體呼吸鏈之間電子傳遞與質子轉運的模型。該模型與目前占統治地位的、1975年由諾貝爾獎獲得者彼得·米切爾（Peter Mitchell）提出的Q-循環（Q-Cycle）理論完全不同。

該項研究的審稿專家表示，這項研究為「理解線粒體呼吸鏈的結構和功能構成向前邁出的重要一步。」

楊茂君並未停止對這一領域的探索，他曾表示，「呼吸是最基本的生命活動，最為平常但卻十分神秘。針對呼吸作用的結構生物學研究我們目前已經走在了世界前列，但是還有許多重要的細節仍在等待科學家們未來通過共同努力完成。」

原文檢索：

In Situ Capture of Chromatin Interactions by Biotinylated dCas9

Regulatory Innate Lymphoid Cells Control Innate Intestinal Inflammation

Architecture of Human Mitochondrial Respiratory Megacomplex I2III2IV2