中科院，北大連發Cell子刊文章

　　近期來自中國科學院生物物理研究所，北大生科院的研究人員分別在Cell出版社旗下的Structure雜志，和Current Biology雜志上發表文章，深入系統地研究了細胞極化發生因子Par-3 N-端結構域自組裝的分子機理，以及闡述了白虎形成的遺傳學機制。

　　在第一篇文章中，生物大分子國家重點實驗室馮巍研究員與孫飛研究員合作，綜合了蛋白質晶體學、低溫電鏡三維重構技術、原子力顯微鏡以及分子動力學模擬，深入系統地研究了細胞極化發生因子Par-3 N-端結構域自組裝的分子機理。研究發現，Par-3 N-端結構域通過靜電相互作用形成首尾相接，螺旋上升的組裝結構。對相互作用面上的靜電相互作用的破壞，使得Par-3失去了調控極性的功能。該項研究成果為綜合多種研究手段解析生物大分子復合物的結構提供了一個新的范例。

　　Par-3在調控各類不同物種的細胞極性方面起到基礎性的作用。有研究表明，Par-3在體內可以多聚化。已知Par-3蛋白質包含NTD，PDZ 和aPKC結合域等結構域。其中NTD結構域的高聚化對于介導Par-3的聚集起到不可或缺的重要作用。關于Par-3 N-端結構域高聚的分子機理，一直沒有得到詳盡剖析。馮巍課題組與孫飛課題組合作完成的該項研究成果給該問題畫上了句號。

　　該項研究成果的核心部分Par-3 NTD的螺旋組裝體的高分辨率低溫電鏡三維重構研究工作是由孫飛課題組的張艷助理研究員完成的。這也是我國首次利用低溫電鏡技術解析的螺旋結構樣品的高分辨率結構。

　　此外，北京大學生命科學學院、北大-清華生命科學聯合中心羅述金研究組和生物動態光學成像中心(BIOPIC)、生命科學學院、北大-清華生命科學聯合中心李瑞強研究組，與廣州長隆野生動物世界等合作單位，揭示了白虎的毛色及相關性狀是由毛色決定基因SLC45A2 突變所致。

　　白虎是虎的亞種孟加拉虎(Panthera tigris tigris)野外發生的一種罕見突變型。與通常的毛色全白和紅眼的白化動物不一樣，其底色皮毛的顏色呈白色，條紋則呈現深褐色至黑色，而且眼睛呈灰藍色。盡管野外白虎的記錄最早可追溯到16世紀，其遺傳機制卻一直不為人所知。羅述金研究組利用高通量測序平臺，對廣州長隆野生動物世界提供的一個由7只白虎和9只黃虎組成的家系進行了全基因組遺傳連鎖分析，并對其中3只親本個體進行了全基因組測序，由此確定了白虎由SLC45A2基因的一個氨基酸突變(A477V)所致，這一結果在對另外無親緣關系的130只虎的基因型分析后得到最終確認。研究組還通過計算結構生物學手段預測了SLC45A2蛋白質三維結構模型，揭示SLC45A2可能是一個具有12個跨膜區的轉運蛋白，A477V突變阻礙了轉運孔道的暢通，從而影響其功能。

　　SLC45A2 是一個已知的色素決定基因，其多樣性與人的膚色以及其他一些動物(馬、雞、小鼠等)的毛色有關。該研究在白虎中發現的SLC45A2基因突變主要影響毛發和皮膚中黃色和紅色色素的合成，對黑色色素的影響較弱，不會造成其它器官的功能缺陷。從白虎形成的遺傳機理來說，白虎不是白化病個體，它能夠很好地適應野外生存，因此，從遺傳多樣性來說，白虎有一定的保護價值。這一結論結束了長期以來保護生物學界關于白虎是否是一種遺傳缺陷的爭論，對虎的遺傳多樣性保護以及白虎的繁殖策略等提供了科學的佐證。