著名學者莊小威Science再發突破性新成果

　　來自美國石溪大學、哈佛大學、康寧公司 (Corning Incorporated)及賓夕法尼亞州立大學等機構的研究人員，揭示出了嘌呤體（Purinosome）與線粒體之間的空間共定位及功能上的關聯。這一重要的研究發現發布在2月12日的《科學》（Science）雜志上。

　　哈佛大學的莊小威（Xiaowei Zhuang）教授，美國石溪大學助理教授Jarrod B. French，康寧公司的Ye Fang，以及賓夕法尼亞州立大學的Stephen J. Benkovic教授是這篇論文的共同通訊作者。

　　嘌呤（Purine）是存在于身體內的一種物質，主要以嘌呤核苷酸的形式存在，在作為能量供應、代謝調節及組成輔酶等方面起著十分重要的作用。在哺乳動物細胞中是通過補救生物合成信號通路與從頭生物信號通路協同作用來維持嘌呤的水平。在正常生理狀況下補救生物合成信號通路維持了嘌呤核苷酸水平，但在生長過程中從頭生物合成信號通路會上調并在癌細胞中發生改變。

　　嘌呤體是由一些參與嘌呤生物合成的酶形成的組裝體，其可通過從頭生物合成信號通路來保護不穩定的中間物并提高代謝流。這些結構是動態的，響應嘌呤耗竭而形成，其發揮作用促進了從頭嘌呤生物合成。嘌呤體的形成是細胞周期依賴性的，G蛋白偶聯受體(GPCR)激動劑和CK2(casein kinase 2)可對其進行調控。有研究發現，包含嘌呤體的細胞數量增加與Lesch-Nyhan氏疾病中嘌呤補救缺陷程度呈正相關。通過一些細胞條件來破壞嘌呤體形成可促進對癌癥化療的敏感性。但目前對于這些結構的時空控制機制卻仍然知之甚少。

　　在這篇Science文章中，研究人員采用超分辨率顯微鏡證實嘌呤體與線粒體共定位，她們通過分離出嘌呤體酶及線粒體進一步支持了這些結果。并且，包含嘌呤體的細胞數量會響應線粒體功能及代謝失調而發生改變。為了探究細胞內信號的作用，研究人員采用無標記檢測技術進行了激酶組（kinome）篩查，發現mTOR影響了嘌呤體組裝。抑制mTOR可減少嘌呤體-線粒體共定位，抑制線粒體失調刺激嘌呤體形成。

　　這些數據揭示出了由mTOR介導的嘌呤體與線粒體之間的一種關聯，及mTOR通過時空控制蛋白質結合而調控核苷酸代謝的一種機制。

　　莊小威是世界著名的華人女科學家。其早年畢業于中國科技大學少年班，34歲時成為了哈佛大學的化學和物理雙學科正教授，是哈佛物理系和化學系少有的雙科教授。2012年莊教授當選為美國國家科學院院士，刷新了美國科學院最年輕華人院士的紀錄。她所研發的超高分辨率技術STORM與諾獎得主Eric Betzig的成果不相伯仲，卻和2014年的諾貝爾化學擦肩而過。

　　每年，莊小威都會領導課題組在Science、Nature、Cell三大期刊上發布一些她們取得的重大科研突破。2016年開年，莊小威的研究小組采用超分辨率成像揭示出了不同表觀遺傳狀態的獨特染色質折疊。這一重要的成果發布在1月13日的Nature雜志上（著名學者莊小威Nature發布重要表觀遺傳發現 ）。2015年10月，莊小威采用超高分辨率成像繪制出了神經元突觸輸入區的圖譜。這一重要的研究成果發布在Cell雜志上（著名學者莊小威Cell發布突破性技術 ）。2015年4月，莊小威（領導研究團隊在Science雜志上發表了一項突破性的單分子成像技術MERFISH。該技術可以在單細胞水平上實現空間分辨的高度多重化RNA分析，打破了目前的技術限制