(组图)美华裔夫妻最新研究成果登上《自然》杂志

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　　来自霍德华休斯医学院生理学与生物化学系，加州大学旧金山分校，以及匹兹堡大学，德州大学西南医学中心（Southwestern Medical Center）的研究人员通过几个条件致死第二位点抑制因子（conditional lethal/second-site suppressor）酵母筛选确定了电压感应位点（voltage- sensing domains，VSDs）的穿膜包装（transmembrane packing），从而构建了一个以六对相互作用的蛋白质残基为构架基础的通道down state模式。这种模式与up state模式的比较让我们对于钾离子通道有了更深入的结构及功能上的了解。这一研究成果公布在《Nature》杂志在线版上。

　　领导这一研究的是著名的华裔生物学家詹裕农和叶公杼，介绍见后。

　　生物科技信息网消息，细胞离子通道的结构和功能正常是维持生命过程的基础，其基因变异和功能障碍与许多疾病的发生和发展有关。离子通道的主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道，其中电压门控性钾通道（Voltage-gated potassium (Kv) channels）是钾通道超家族中成员最多，最为复杂的亚家族。Kv主要包括Kvα亚单位和辅助亚单位两部分，目前发现Kv通道亚型或亚单位的突变与学习和记忆的损伤、共济失调、癫痫、神经性耳聋等一些神经性疾病的产生有关。

　　

　　

　　

　　Kv通道孔环绕着4个电压感应位点VSDs，VSDs构象的变化可以调控植物钾离子的吸收和动物电兴奋性。这个过程由每一个BSD第四位穿膜片段（S4）上正电荷残基簇引发，然后将VSD导入一种负电压位置的down state状态，或者正电压的up state 状态。虽然Kv1.2与up state也许有相互对应关系，但是对于down state的S4局部环境以及其电压门控变化的了解至今仍不是很清楚。

　　在这篇文章中，研究人员利用酵母筛选确定了down state状态下VSD的穿膜包装，这种筛选主要是通过 KAT1（一种真核生物Kv通道）在down state位VSDs对钾离子引导，从而逆转钾离子转送缺陷型酵母来判断的。从条件致死型突变中KAT1 通道上分析中，研究人员辨认了恢复酵母生长的第二位抑制突变，然后他们构建了一个以六对相互作用的蛋白质残基为构架的通道down state模式，而且通过空间构象抑制因子突变证实了这一模式。

　　进一步对比这一down state模式与up state Kv1.2结构，研究人员发现VSDs在gating过程中发生了大量的重整，但在这两种状态下，S4片段仍然保持在中心孔和和VSD其它部分之间。

　　

　　

　　  

　　

　　  

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

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　　　　夫妇相随－－记华裔美国科学院院士伉俪

　　1967年，20岁的叶公杼参加了比她大一个月、高一个年级的詹裕农的毕业旅行，爱情在这对年轻人的心中生长。1968年，叶公杼毕业，詹裕农服完了一年兵役，他们同时被加州理工学院录取。1970年，对生物学产生兴趣的他们双双转到1969年诺贝尔生理医学奖得主、生物系教授戴尔布鲁克(Max　Delbruck)门下。戴尔布鲁克早期也是搞物理的，对半路出家的这对年轻人给予了很大支持。物理系的指导教授曾问叶公杼：为什么转系？她回答说，“我的年龄对物理学而言太老了”。詹裕农也提到，搞理论物理的通常在20多岁时创造力最强，而他23岁了还没有将在物理学上有所建树的迹象。1971年，詹裕农和叶公杼结为百年之好。1974年，拿到博士学位后，夫妇俩在生物系另一位搞物理出身的著名教授班瑟(Seymour　Benzer)实验室进行博士后研究。这一年，他们再一次“结合”：成了科学研究上的合作伙伴。1977年，夫妇俩到哈佛大学医学院库夫勒(Stephen　Kuffler)教授实验室继续从事博士后研究。他们一路由西海岸的加州开车到东海岸的波士顿，车上带着的除了刚出生的女儿之外，还有实验材料：各种各样的突变种果蝇和培养皿。

　　在学术生涯中，夫妇俩惊人地“合拍”。1979年，他们同时被旧金山加州大学聘为助理教授。1983年，同时晋升为副教授。1984年，同时被著名的霍华德·休斯医学院聘为研究员。1985年，同时晋升为教授。1998年，同时当选为台湾中央研究院院士。2004年年初，又同时获得了生物物理学会颁发的Cole奖。

　　1995年，叶公杼当选为美国科学院院士，但因詹裕农未获提名而婉拒，直到第二年詹裕农也获得提名后才接受。事情都是一起做的，不应该一个人(获得荣誉)叶公杼说。在科学界，夫妻档并不少见，但像詹裕农和叶公杼那样，在研究中紧密合作，并且双双当选为院士的并不多见。詹裕农和叶公杼的一双儿女小时候都喜欢画他们研究的果蝇。如今，女儿大学毕业好几年了，成了一名艺术家。儿子即将在普林斯顿大学升入二年级，还没有决定今后是不是要做科学，因为他对法律也很有兴趣。对于孩子们的职业选择，夫妇俩并不强求。孩子还小的时候，夫妇俩必须轮班做实验，一大早就要到实验室做解剖……晚上走路回家吃晚饭，之后裕农再走回实验室继续做实验，制备物能撑多久就做多久的实验，两个人彼此支援，同时在家的时候很少。所幸叶公杼的母亲在他们博士毕业后来到美国，给了他们许多帮助。为了照看孩子，夫妇俩约定好不同时出门开会，通常还自我限制每个月最多出门一次。由于他们的实验室有离子通道和果蝇发育两个研究方向，到后来慢慢变成叶公杼只去有关离子通道的会议，詹裕农只去有关神经发育的会议。

　　夫妇俩的生活也不只是科学和孩子。叶公杼喜欢健身，健身的效果也很明显，57岁的她看上去依然很有气质。杨建还记得两三年前，在某次会议的间歇，叶公杼和年轻人去爬山，结果把一群年轻人甩在了后边。詹裕农则提起他喜欢去西班牙的马德里开会，顺便看看那里收藏的维拉斯凯支、戈雅等人的画作。(YoYo)

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

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　　26岁华裔博士研究成果两度登上《自然》杂志封面

　　中新网10月11日电 一位年仅26岁、在美国出生的华裔博士胡立德 (David Hu)，在2003年和2005年分别以《昆虫在水上行走》及《昆虫如何爬上岸》题获刊《自然》(Nature)杂志封面，在学术界造成轰动。

　　胡立德1979年生于美国芝加哥，他从小上中文学校也练空手道，中文程度不错，也能写毛笔字，早年心目中偶像之一是李小龙。

　　

　　

　　

　　据 “中央社”报道，26岁的胡立德9月底才取得麻省理工学院数学所博士。2003年8月7日《自然》以“The hydrodynamics of water strider locomotion” (水黾移动的动力学)为题，刊出以胡立德为封面的报导；今年9月29日，《自然》e杂志封面再度以“A Slippery Slope”(非常滑的斜坡)为题，刊登他和指导教授John W.M. Bush合力研究的“Meniscus-climbing in-sects” (爬弯月的昆虫)研究报告，引起全球媒体关注。

　　胡立德三年多在麻省数学所博士班，无法完全解释昆虫在水上行走的物理原理。他捞了几只小水黾(Water Strider)和昆虫回实验室观察，真相终于大白。他表示，昆虫在水面行走，主要是依靠在水表面产生波纹的表面张力，利用三对多毛的长足，在水中制造出螺旋状的漩涡，借助漩涡推力，以每秒一百个身长以上的长度前进，而人类跑得最快的运动员，也不过每秒前进五个身长的距离。

　　经过一年精确计算，他把研究结果投稿《自然》，2003年8月7日他的研究就上了杂志封面。这个大发现，燃起人类在水上快速前进又能大幅节省能源的希望，也引起美国海军和国防部的关切。

　　胡立德再接再厉，继续观察这些小水昆虫如何从水面爬上岸。 他把研究结果再次投稿，果然，今年9月29日的《自然》封面再刊登他和指导教授John W.M. Bush合力研究的“Meniscus-climbing insects” (爬弯月的昆虫)研究报告。