生物通報道：進(jìn)化其實(shí)是個很會省事的家伙，它常借用現(xiàn)成的生物學(xué)結(jié)構(gòu)，稍加改動使其擁有一個新的功能。香港科技大學(xué)和Vanderbilt 大學(xué)的兩個團(tuán)隊(duì)最近不約而同地發(fā)現(xiàn)，內(nèi)耳毛細(xì)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(jī)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(xì)胞的重要組成部分，調(diào)節(jié)內(nèi)耳的聲音傳導(dǎo)過程，是神經(jīng)生物學(xué)的研究熱點(diǎn)。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(fù)合體有驚人的相似之處。這說明腸道和耳朵在進(jìn)化上是有關(guān)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(xì)胞具有這種結(jié)構(gòu)，比如呼吸道、腎臟結(jié)構(gòu)和一些感覺神經(jīng)元，”香港科技大學(xué)的張明杰（Mingjie Zhang）院士說�！拔覀冋J(rèn)為聽覺和視覺系統(tǒng)可能是從腸道結(jié)構(gòu)發(fā)展來的，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)組成這些結(jié)構(gòu)的基本原則高度相似。

Vanderbilt 大學(xué)的Matthew Tyska也提出了同樣的觀點(diǎn)。他和同事現(xiàn)在想知道的是，，毛細(xì)胞的機(jī)械感覺能力是否也來自于腸道。張?jiān)菏筷P(guān)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(yán)重的影響。這可能是因?yàn)槟c道在進(jìn)化上比較古老，有更多時間發(fā)展出強(qiáng)大的后備體系。

張明杰院士主要研究神經(jīng)細(xì)胞訊號傳導(dǎo)及神經(jīng)發(fā)育的結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)機(jī)理，近年來在國際權(quán)威雜志上發(fā)表了多項(xiàng)研究成果。2015年6月張明杰院士和南開大學(xué)的龍加福教授領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)在Cell Research雜志上發(fā)表文章，揭示了Hippo通路中的Merlin/NF2活化機(jī)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(xì)胞的功能上發(fā)揮了重要作用，是近年來的研究熱點(diǎn)之一。（更多詳細(xì)信息參見：張明杰院士、龍加福教授解析關(guān)鍵信號通路）

2014年12月，張明杰院士領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)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(jié)合，獲得了完整尾部復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)，并由此揭示了鈣調(diào)蛋白調(diào)控肌球蛋白的分子機(jī)制。肌球蛋白（myosin）是一種重要的馬達(dá)蛋白，最早發(fā)現(xiàn)于肌肉組織，也廣泛存在于非肌細(xì)胞中，是細(xì)胞活動的重要調(diào)節(jié)者。myosin-1能夠感知細(xì)胞的機(jī)械力，是一種張力敏感性的轉(zhuǎn)運(yùn)子。（更多詳細(xì)信息參見：張明杰院士Nature子刊解析重要的馬達(dá)蛋白）

2014年02月，張明杰院士領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)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(xì)胞極性對于細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、不對稱細(xì)胞分裂、細(xì)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(xì)胞頂–底極性的建立和維持與3種進(jìn)化保守的復(fù)合體有關(guān)，即Crumbs復(fù)合體、Par復(fù)合體和Scribble復(fù)合體。而Scribble復(fù)合體由Dlg、Lgl和Scribble組成。（更多詳細(xì)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(xué)生物化學(xué)系講座教授 1988年復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系本科畢業(yè)，1993年加拿大Calgary大學(xué)生物學(xué)系獲生物化學(xué)博士學(xué)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(xué)生物化學(xué)系助理教授。現(xiàn)為香港科技大學(xué)生物化學(xué)系講座教授。研究領(lǐng)域?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞訊號傳導(dǎo)及神經(jīng)發(fā)育的結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)機(jī)理。他的調(diào)控神經(jīng)細(xì)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(jié)構(gòu)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(fēng)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(xué)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(dú)立的研究組。2011年當(dāng)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"