本期Science看点2020-6-12

不同的过渡路径指导无序蛋白折叠和与伴侣结合

无序蛋白质在与伴侣蛋白结合时往往会先折叠。在未结合蛋白和结合复合物之间可能有许多不同的分子轨迹。大多数测量过渡路径的方法都依赖于监测一个距离，因此很难解决复杂的路径问题。美国国立卫生研究院的Kim和Chung使用快速三色单分子Foster共振能量转移（FRET）同时探测未折叠蛋白质两端之间以及每一端与伴侣蛋白质上的探针之间的距离变化。表明，结合可以由不同的构象启动，当无序的蛋白质折叠时，分子则通过非天然的相互作用结合在一起。这限制了关联的无意识扩散，因为大多数碰撞往往会导致绑定。

细胞如何监测促进有丝分裂剂的存在？

经典的实验表明，细胞能感觉到在细胞周期中控制细胞分裂的促细胞分裂剂或生长因子。科罗拉多大学的闵明伟（音译Mingwei Min）等人，用高通量活细胞成像和时间控制扰动重新审视这个问题，以更密切地监测动态信号处理。培养的人上皮细胞整合了整个细胞周期的有丝分裂信号。一个重要的因素是翻译速率的控制，它影响细胞周期蛋白D的数量，从而调节细胞增殖。这项研究结果也有助于解释，细胞是如何保持大小均匀的。

非常快速的CRISPR应运而生

为了将CRISPR-Cas9介导的DNA裂解的时间分辨率提高到小时尺度，人们做了许多努力。美国约翰霍普金斯大学的刘阳（音译Yang Liu）等人。开发了一个名为vfCRISPR的系统，在秒时间尺度上实现了基因组编辑操作。引导RNA的一部分被化学笼住，允许Cas9引导RNA复合物在特定的基因组位点结合而不被切割，直到被光激活。这个快速的CRISPR系统可以在高时间分辨率下编辑基因组，

鸟类性二色性的遗传机制，这篇文章也是本期Science的封面文章。

许多动物在性别上是两型的，也就是说雄性和雌性有不同的表型。为了确定鸟类颜色性别差异的遗传基础，葡萄牙波尔图大学和英国剑桥大学联合领导的一项研究，调查了马赛克金丝雀和相关物种的身上的红色羽毛。结合遗传杂交、基因组作图、转录组学和比较分析，作者发现类胡萝卜素加工基因BCO2的反式调节与性二色性有关。尽管这种性别间的颜色差异很常见，特别是在鸟类中，但已知的候选基因很少涉及。这项研究有助于阐明二色性进化的分子机制，可能有助于揭示性别选择的特征。

膜近端F-肌动蛋白抑制局部膜突起，并引导细胞迁移

细胞迁移主要受局部肌动蛋白聚合驱动的膜突起控制。然而，第二种结构机制也可能调节膜突出和定向迁移：质膜和下伏F-肌动蛋白皮质之间附着密度的变化，这是一个与膜张力相关的参数。许多类型的附着和信号机制已知改变膜近端皮质肌动蛋白的密度。新文章设计了一种膜近端F-actin（MPA）报告器，可以直接测量活细胞中MPA密度的局部变化。尽管在同一前沿区域的F-肌动蛋白总浓度相对较高，但在移行细胞的前部，MPA的水平却出奇地低。研究人员提出，MPA密度可以整合不同的信号传导过程，在细胞迁移过程中引导细胞膜局部突起，稳定细胞极性。

最后是一篇抗2019冠状病毒病抗体研究。

一对非竞争性人中和抗体能够阻断COVID-19病毒与其受体ACE2结合

免疫系统对入侵病毒的反应之一是产生抗体。其中一些是中和抗体，它们可以防止病毒侵染，从而治疗病毒性疾病。北京首都医科大学、中国科学院北京生命科学研究院免疫与健康联合研究中心等多家机构联合在Science报道，从新冠肺炎患者身上分离出四种中和抗体，分别是B38/H4/B5和H2。其中两种抗体B38和H4阻断了病毒棘突蛋白的受体结合域（RBD）与细胞受体血管紧张素转换酶2（ACE2）的结合。

应用感染了新冠病毒的小鼠模型，发现B38和H4治疗可以降低小鼠肺部病毒载量，减轻小鼠肺部病变。

结构生物学研究分析，结合到B38的RBD结构表明，B38结合位点与ACE2结合位点重叠。尽管H4也能阻断RBD与ACE2的结合，但它在不同的位点结合，因此两种抗体可以同时结合。这对抗体可能在临床应用中一起使用。