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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Mar
LimingWang,DanielJKl...
The emerging mechanisms and functions of microautophagy.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
"Autophagy" 指的是一种进化上保守的过程，通过该过程，细胞内的内容，如损坏的细胞器和蛋白微粒，被送到溶酶体中进行降解。根据货物性质和将它们送入溶酶体的方式，已经描述了不同形式的自噬作用。目前，哺乳动物细胞中普遍存在的自噬作用类别是巨噬自噬作用、微噬自噬作用和伴侣蛋白介导的自噬作用。已经广泛研究了巨噬自噬作用和伴侣蛋白介导的自噬作用的分子机制和生物学功能，但微噬自噬作用受到的关注却要少得多。近年来，关于微噬自噬作用的研究在酵母细胞和哺乳动物细胞中得到了增长。本文回顾了这种自噬作用的形式，重点关注选择性的微噬自噬作用。我们还讨论了上游调节机制、巨噬自噬作用和微噬自噬作用之间的交流，以及微噬自噬作用在人类疾病如癌症和神经退行性疾病中的功能影响。未来对微噬自噬作用的研究将提供开发与自噬和溶酶体相关的疾病相关的新干预策略的机会。©2022 Springer Nature Limited.
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Feb
StefanLinder,Pasqual...
Mechanisms and roles of podosomes and invadopodia.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
细胞侵袭周围的细胞外基质或跨越组织边界和内皮屏障在生理和病理情况下均发生，如免疫监视或癌症转移。足突和侵柱，统称为“侵突”，是驱动细胞蛋白酶侵袭的肌动蛋白构造物，通过形成高度调节的平台来释放局部的分解酶以分解基质。最近高分辨率显微镜技术、体内成像和高通量分析的进展在理解侵突机制方面取得了可观的进展，揭示了这些结构的复杂内部结构，以及它们的生长功能范围超出了基质降解。在本文中，我们讨论足突和侵柱的已知功能、结构和调节机制。特别地，我们描述了局部肌动蛋白周转和微管基于货物输送的分子机制，重点关注使蛋白酶侵袭成为可能的基质降解酶。最后，我们指出未来侵突领域应该变得重要的主题。© 2022。Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Feb
XinWang,AnneRamat,Ma...
Emerging roles and functional mechanisms of PIWI-interacting RNAs.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
PIWI相互作用RNA (piRNA)是一类小型非编码RNA，可以与Argonaute家族PIWI clade的蛋白质结合。这些RNA最初在动物生殖细胞中被发现，对生殖细胞发育具有重要作用。首次报道PIWI-piRNA复合物的功能是沉默转座子，这对于维护生殖细胞基因组的完整性至关重要。随后的研究通过证实它们调节蛋白质编码基因来为我们提供了PIWI-piRNA复合物功能的新洞见。近期对piRNA生物学的研究，包括在新的模式生物如金色大仓鼠中，已深入了解piRNA生物合成和功能。在本综述中，我们讨论了对piRNA生物合成的最新进展、piRNA功能的分子机制以及piRNA在果蝇和小鼠的生殖细胞发育、不育、癌症和神经系统疾病方面的新兴作用的最新进展。© 2022. Springer Nature Limited.
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Mar
SanneMvanNeerven,Lou...
Cell competition in development, homeostasis and cancer.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
Organ发育和稳态涉及个体细胞之间的动态相互作用，共同调节组织结构和功能。为确保最高的组织保真度，同样适合的细胞群体通过随机替换事件不断更新，而被认为不适合的细胞则被其更适合的对手主动排斥。这种更新是由被称为细胞竞争的监控机制调节的。最近的研究表明，细胞竞争在大多数发育和成体组织中都有作用。它还确定了细胞竞争既是肿瘤抑制机制也是肿瘤促进机制，从而对癌症的启动和发展起着至关重要的作用。本文讨论了细胞竞争机制及其在胚胎发育、稳态和癌症中的不同作用的最新见解。 ©2022 Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Mar
SarahAWelsh,Alessand...
Genomic regulation of transcription and RNA processing by the multitasking Integrator complex.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
在高等真核生物中，调节RNA聚合酶II（Pol II）的活动，对编码蛋白质基因和许多非编码RNA进行微调的关键在于Pol II的调节活动。整合素复合物是唯一与Pol II相关的大型多蛋白复合物，它是后生动物特有的，因此长期以来一直被研究忽视。整合素由至少14个亚基组成，这些亚基被分成不同的功能模块。核心催化模块的磷酸二酯酶活性在转录过程中针对多种RNA物种，包括长非编码RNA（lncRNA）、U小核RNA（U snRNA）、PIWI相互作用RNA（piRNA）、增强子RNA和新生前mRNA等。整合素对非编码RNA的处理对其生物发生至关重要，在编码蛋白基因上，整合素是Pol II启动子近端停滞和转录延伸的关键调节因子。最近的研究发现了一个整合素特异性的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶2A（PP2A）模块，它针对Pol II和其他基础转录机制的组件。在本综述中，我们讨论了整合素的活动如何调节转录、RNA加工、染色质景观和DNA修复。我们还讨论了整合素在发育和肿瘤发生中的多样化作用。©2022 Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2022 Oct 13
LucianoEMarasco,Albe...
The physiology of alternative splicing.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
选择性剪接是多细胞真核生物转录组高度复杂性的主要贡献者。在本综述中，我们讨论了累积证据表明大部分这种复杂性都反映在蛋白质水平上，并从根本上塑造了生物体的生理学和病理学。这种观念不仅得到了基因组范围内的分析支持，而且还得到了详细研究的支持，显示出选择性剪接的全局和基因特异性调节调控高度多样的过程，例如组织特异性和物种特异性细胞分化、热调节、神经元自我避让、红外感知、华伯格效应、端粒长度维持、癌症和⾎⽂特异性障碍（ASD）等，我们还讨论了如何掌握选择性剪接的控制为遗传性疾病开发出临床认可的治疗方法。© 2022 Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2022 Oct 25
IvanDikic,BrendaASch...
An expanded lexicon for the ubiquitin code.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
我们对泛素编码的了解已经从传统的E1、E2和E3酶，通过单一类型的泛素链修饰特定底物的Lys残基大大发展到更复杂的过程，调节和介导泛泛素化。在本综述中，我们讨论了最近发现的内源性机制和病原体通过其前所未有的途径重写泛素编码以促进感染的过程。这些过程包括不规则的泛素修饰，涉及与蛋白质、脂质和糖的酯键连接，或通过涉及泛素Arg42的磷酸核糖桥的泛素化。我们还介绍了编写和反转这些修饰的酶途径，例如严重急性呼吸综合症冠状病毒（SARS-CoV）和SARS-CoV-2的凯特琳样蛋白酶。此外，结构研究揭示了泛素的最终功能不仅仅是通过泛素结合结构域简单识别的。相反，泛素化靶点或泛素链与其读取器（例如，蛋白酶体、MLL1复合物或DOT1L）之间的复杂的多价相互作用可以引发构象变化，以调节蛋白质降解或转录。新发现的机制为癌症和传染病等疾病提供了创新的治疗干预机会。©2022年Springer Nature Limited。
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2022 Oct 31
GregoryRSteinberg,DG...
New insights into activation and function of the AMPK.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
AMP-激活蛋白激酶（AMPK）的经典作用是作为细胞能量传感器，通过增加AMP/ATP和ADP/ATP比例的信号来激活。一旦激活，AMPK通过促进产生ATP的分解代谢途径并抑制能量消耗过程来恢复能量稳态。在本综述中，我们对这种经典（AMP/ADP依赖性）激活机制进行更新，但主要关注最近描述的非经典途径，包括AMPK感知葡萄糖、糖原或脂肪酸可用性的途径，以及AMPK感知溶酶体和核DNA损伤的途径。我们还讨论了关于碳水化合物和脂质代谢、线粒体和溶酶体稳态以及DNA修复的新发现。最后，我们讨论了AMPK在癌症、肥胖、糖尿病、非酒精性脂肪性肝病（NASH）和其他疾病中的作用，其中治疗靶向可能产生益处。© 2022.Springer Nature Limited.
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Feb 13
SamahWAwwad,Almudena...
Revolutionizing DNA repair research and cancer therapy with CRISPR-Cas screens.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
所有生物都具有管理DNA修复和相关DNA损伤响应（DDR）过程的分子机制。由于与人类疾病特别是癌症的相关性，这些机制已得到广泛研究，但仍在发现新的DNA修复和/或DDR因子以及它们之间的功能相互作用。CRISPR技术和基于CRISPR的基因筛查的出现，使得可以进行基因-基因和基因-药物相互作用的基因组规模分析，从而为不同DDR缺陷遗传背景和病理情况下的细胞过程提供新的见解。在本综述中，我们讨论了CRISPR-Cas遗传筛查方法的机制基础，并描述了它们如何为我们了解DNA修复和DDR途径做出贡献。我们讨论了DNA修复途径如何被调节，并识别和表征它们之间的交互作用。我们还强调了CRISPR与识别新的癌症治疗策略以及在理解、克服甚至利用癌症药物耐药性方面的研究的影响，例如在PARP抑制、同源重组缺陷和/或复制应激等方面的应用。最后，我们推荐DDR CRISPR筛查门户网站（DDRcs），其中我们收集并再分析了CRISPR筛查研究的数据，并提供了一个系统探索它们的工具。 © 2023. Springer Nature Limited.
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NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
2023 Feb 27
AashrithSaraswathibh...
Cell-extracellular matrix mechanotransduction in 3D.
NATURE REVIEWS MOLECULAR CELL BIOLOGY
细胞外基质（ECM）的力学性质通过机械转导，调节细胞的分化、迁移和增殖等重要的行为。细胞-ECM机械转导的研究主要关注在2D培养体系中，即在一系列弹性底物上培养的细胞上。然而，在3D情境下，细胞经常在活体内与ECM相互作用，3D中细胞-ECM相互作用和机械转导机制与2D中可能不同。ECM表现出多种结构特征以及复杂的力学性质。在3D中，周围ECM的力学限制限制了细胞体积和细胞形状的变化，但使细胞通过延伸突起和调节细胞体积以及基于肌动蛋白的收缩能够对基质产生力。此外，细胞与基质的相互作用是动态的，因为基质不断重塑。因此，ECM的硬度、粘弹性和可降解性通常在调节3D中的细胞行为中起关键作用。3D机械转导的机制包括传统的整合素介导的途径，感知机械性质和最近描述的感应3D限制的机械敏感离子通道介导的途径，这两种途径聚合在细胞核，在下游调控转录和表型。机械转导涉及从发育到癌症的组织，并且越来越被利用于机械治疗。本文将讨论我们对3D中细胞-ECM机械转导的最新进展。© 2023. Springer Nature Limited.
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