生物通報道：進化其實是個很會省事的家伙，它常借用現(xiàn)成的生物學結構，稍加改動使其擁有一個新的功能。香港科技大學和Vanderbilt 大學的兩個團隊最近不約而同地發(fā)現(xiàn)，內(nèi)耳毛細胞靜纖毛的發(fā)育可能就是這么回事。他們的論文同時發(fā)表在一月二十五日的Developmental Cell雜志上。

腸道微絨毛是腸道壁上的指狀突起，它們幫助機體捕捉穿過腸道的營養(yǎng)物質(zhì)，還是對抗微生物入侵者的一個主動屏障。靜纖毛是內(nèi)耳感覺細胞的重要組成部分，調(diào)節(jié)內(nèi)耳的聲音傳導過程，是神經(jīng)生物學的研究熱點。從表面上看，靜纖毛的功能與腸道微絨毛差異很大。但研究人員發(fā)現(xiàn)，組織微絨毛和靜纖毛形成的蛋白復合體有驚人的相似之處。這說明腸道和耳朵在進化上是有關聯(lián)的。

“肌動蛋白突起在人體內(nèi)很常見，絕大多數(shù)上皮細胞具有這種結構，比如呼吸道、腎臟結構和一些感覺神經(jīng)元，”香港科技大學的張明杰（Mingjie Zhang）院士說�！拔覀冋J為聽覺和視覺系統(tǒng)可能是從腸道結構發(fā)展來的，因為蛋白質(zhì)組成這些結構的基本原則高度相似。

Vanderbilt 大學的Matthew Tyska也提出了同樣的觀點。他和同事現(xiàn)在想知道的是，，毛細胞的機械感覺能力是否也來自于腸道。張院士關注的則是Usher綜合征，這種疾病主要表現(xiàn)為不同程度的感音神經(jīng)性耳聾和視網(wǎng)膜色素變性，間或有前庭功能障礙出現(xiàn)。在Usher綜合征中，一個突變能同時造成聽力和視力損失。但這樣的突變在腸道微絨毛中并沒有這么嚴重的影響。這可能是因為腸道在進化上比較古老，有更多時間發(fā)展出強大的后備體系。

張明杰院士主要研究神經(jīng)細胞訊號傳導及神經(jīng)發(fā)育的結構生物學和生物化學機理，近年來在國際權威雜志上發(fā)表了多項研究成果。2015年6月張明杰院士和南開大學的龍加福教授領導研究團隊在Cell Research雜志上發(fā)表文章，揭示了Hippo通路中的Merlin/NF2活化機制。Hippo信號通路最初是在果蠅中發(fā)現(xiàn)的，在哺乳動物中也高度保守。這個信號通路在器官大小調(diào)控、癌癥發(fā)生、組織再生、以及干細胞的功能上發(fā)揮了重要作用，是近年來的研究熱點之一。（更多詳細信息參見：張明杰院士、龍加福教授解析關鍵信號通路）

2014年12月，張明杰院士領導研究團隊在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發(fā)表了重要成果。他們讓小鼠myosin-1c與無鈣的鈣調(diào)蛋白結合，獲得了完整尾部復合體的晶體結構，并由此揭示了鈣調(diào)蛋白調(diào)控肌球蛋白的分子機制。肌球蛋白（myosin）是一種重要的馬達蛋白，最早發(fā)現(xiàn)于肌肉組織，也廣泛存在于非肌細胞中，是細胞活動的重要調(diào)節(jié)者。myosin-1能夠感知細胞的機械力，是一種張力敏感性的轉(zhuǎn)運子。（更多詳細信息參見：張明杰院士Nature子刊解析重要的馬達蛋白）

2014年02月，張明杰院士領導研究團隊在Cell Research雜志上發(fā)表文章指出，腫瘤抑制因子Dlg和Lgl以一種磷酸化依賴性方式相互作用。細胞極性對于細胞增殖、細胞分化、不對稱細胞分裂、細胞遷移、組織形態(tài)發(fā)生、腫瘤形成等多種過程非常重要。已知上皮細胞頂–底極性的建立和維持與3種進化保守的復合體有關，即Crumbs復合體、Par復合體和Scribble復合體。而Scribble復合體由Dlg、Lgl和Scribble組成。（更多詳細信息參見：張明杰院士Cell Res解析腫瘤抑制因子互作）

張明杰院士簡介：
香港科技大學生物化學系講座教授 1988年復旦大學化學系本科畢業(yè)，1993年加拿大Calgary大學生物學系獲生物化學博士學位。1994－1995于加拿大安大略癌癥研究所從事博士后研究。1995年起任香港科技大學生物化學系助理教授。現(xiàn)為香港科技大學生物化學系講座教授。研究領域為神經(jīng)細胞訊號傳導及神經(jīng)發(fā)育的結構生物學和生物化學機理。他的調(diào)控神經(jīng)細胞信號傳遞及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的一系列蛋白質(zhì)的結構和功能的研究成果，對于治療神經(jīng)系統(tǒng)衰退的疾病，如中風及老年癡呆癥等，有著極為重要的影響。近年來在Cell, Science, Nature Struct. Biol., Mol Cell, EMBO J., PNAS等雜志發(fā)表論文100余篇。其培養(yǎng)的學生和博士后有很大一部分已經(jīng)在世界各地建立了他們獨立的研究組。2011年當選為中科院院士。

生物通編輯：葉予

生物通推薦原文：Developmental Cell, Li and He et al.: "Mechanistic Basis of Organization of the Harmonin/ USH1C-Mediated Brush Border Microvilli Tip-Link Complex"

Developmental Cell, Crawley et al.: "ANKS4B is essential for intermicrovillar adhesion complex formation"