2024年6月4日，洛克菲勒大学等机构的研究人员在Cell上发表了题为POT1 recruits and regulates CST-Polα/primase at human telomeres的文章。 端粒的维持需要端粒酶延长富含 G 的端粒重复链，以及 Polα/primase 填充合成富含 C 的端粒重复链。在端粒处，Polα/primase与单链DNA结合复合物Ctc1/Stn1/Ten1（CST）结合。与端粒酶突变一样，影响CST-Polα/primase的突变也会导致病理性端粒缩短，并引起端粒生物学紊乱，即Coats plus（CP）。 该研究测定了人CST与保护蛋白异构体POT1/TPP1结合的低温电子显微镜结构，揭示了CST是如何被POT1招募到端粒上的。该研究结果表明，POT1 的铰链磷酸化是 CST 招募所必需的，并且该复合物是通过涉及 CP 中突变的几个残基的保守相互作用而形成的。该研究的结构和生化数据表明，磷酸化的 POT1 使 CST-Polα/primase 处于非活性的自动抑制状态，直到端粒酶延长了端粒末端。研究人员认为，POT1的去磷酸化会使CST-Polα/primase进入活性状态，从而通过填充合成完成端粒复制。

2024年6月4日，武汉大学（高等研究院/泰康生命医学中心/生命科学学院细胞稳态湖北省重点实验室）刘郑与张兴华联合团队在Cell杂志在线发表了题为DNA-based ForceChrono Probes for Deciphering Single-Molecule Force Dynamics in Living Cells的研究论文。 在这项研究中，作者提出了一种力-时荧光探针（ForceChrono Probe）。这种探针采用了一对DNA发夹结构，通过精心构造，使其可以分层响应膜蛋白上传递的pN级别机械力的动态。每个发夹都配备了一种独特的荧光分子标签：低阈值发夹（F1）绑定了发绿色荧光的Cy3B染料，高阈值发夹（F2）带有发红光的Atto647N染料。两个发夹之间放置了荧光猝灭基团BHQ2，并通过固定在一个3.5纳米的金纳米粒子上，利用金表面的共振能量转移提供额外的荧光猝灭效果，从而增强光学灵敏度和稳定性。在无力作用时，荧光保持“关闭”状态，当细胞施加力量时，双发夹系统会依次展开，首先是F1，然后是F2。这种展开过程会导致荧光依次恢复，通过测量两个发夹展开之间的时间间隔（Δt1）以及第一个发夹打开后的持续时间（Δt2），研究人员可以精确测定力的持续时间和计算平均加载速率。研究发现，在多种细胞系中，单个整合素施加力的持续时间从几十秒到最大100秒，而加载速度则分布在一个非常窄的区间，约在0.5至2 pN/s范围，这些力学时间参数与粘附斑的成熟度密切相关。 研究团队在单分子水平上精确分析了整合素的力学行为，极大地提高了对整合素力大小、持续时间及加载率之间复杂关系的理解。利用该技术，研究者将粘附斑中整合素分为施加低力和高力的两类，揭示了力的“闪烁”事件频率和持续时间的差异，显示出在不同力阈值下整合素-配体键的稳定性变化。实验还探究了整合素加载速率如何受力学区间影响，发现不同类型细胞中加载过程表现出非线性特征，肌动蛋白结合蛋白如filamin A和α-actinin-4的缺失分别影响不同力范围内的加载速率。 特别地，通过使用缺失vinculin的小鼠胚胎成纤维细胞系（Vcl KO MEF），研究揭示了vinculin对于维持整合素-ECM粘附稳定性的重要性。Vcl KO细胞中观察到的整合素力的快速波动和短暂持续时间表明，vinculin是整合素介导的力传递过程中不可或缺的稳定因素。进一步的实验通过引入具有特定功能失活的vinculin突变体，加深了对vinculin在调节细胞机械响应中角色的理解，尤其是它在调节整合素与肌动蛋白骨架之间连接的稳定性方面的作用。 综上所述，作者开发一种新型单分子力学成像技术，可在多维度上表活细胞上单个膜蛋白传递的机械力特征，包括力的持续时间、加载率以及力学强度。通过分析蛋白质突变或药物干预如何影响这些力学时间参数，从而可以判断出特定蛋白质或蛋白质结构域在错综复杂的细胞机械传导过程中的功能作用，这为在分子水平上阐明细胞机械传感与下游信号级联反应（包括免疫识别、干细胞分化和肿瘤转移）之间的联系提供了独特的工具。

2024年6月5日，中国科学院动物研究所张勇和王皓毅研究组在Cell杂志上在线发表题为Heterologous survey of 130 DNA transposons in human cells highlights their functional divergence and expands the genome engineering toolbox的研究论文。 DNA转座子活性的决定因素与进化模式的一般规律尚不清晰。不仅如此，尽管DNA转座子可作为基因工程工具用于插入诱变或转基因载体，但目前只有Sleeping Beauty（SB）等少数几种转座子得到了开发和广泛应用。因此，系统挖掘具有不同功能特点的转座子工具亟待开展。 该研究基于自然界的动物遗传多样性开展了迄今为止最大规模的DNA转座子活性筛选，获得了目前最大的活跃DNA转座子载体数据集。这不仅揭示了与转座活性相关的进化因素和功能特征，还扩展了基于DNA转座子的遗传工具箱。

2024年6月4日，约翰斯霍普金斯大学Rachel Green、Sergi Regot，纪念凯隆斯特林癌症研究所Alban Ordureau共同通讯在Cell发表题为The ribotoxic stress response drives UV-mediated cell death的文章，揭示了控制RSR的分子机制及其与DNA损伤反应（DDR）在决定紫外线暴露后细胞存活或死亡中的相互作用。 研究表明，RSR激酶ZAK是早期细胞凋亡和细胞周期停滞的主要驱动因素，而不是经典的DDR途径。紫外线照射后，ZAK会触发全局磷酸蛋白质组的快速重组，协调最终决定细胞命运的信号级联。这种即时的早期反应由核糖体介导的信号传导主导，ZAK和整合应激反应激酶GCN2定义了最初的磷酸蛋白质组景观。值得注意的是，作者发现紫外线诱导的细胞死亡几乎完全由ZAK和RSR介导，而DDR在早期阶段的作用很小。这一发现挑战了长期以来的观念，即DDR是基因毒性应激后细胞命运的唯一仲裁者。相反，该研究表明，RNA损伤是细胞逆境的早期且普遍存在的指标，在DDR完全参与之前触发广泛的核糖体collision并激活RSR。 该研究进一步揭示了两种关键的可以调控RSR并防止过度凋亡的负反馈机制。首先，GCN2激活限制了冲突核糖体（collided ribosome）在受损mRNA上的积累，从而减弱ZAK介导的信号传导并限制细胞凋亡。其次，ZAK经历自磷酸化，导致其从核糖体解离，随后通过CRL1 E3泛素连接酶复合物降解。这种自我调节机制是一种关键的信号终止事件，可防止ZAK持续活性和过度细胞死亡。作者提出ZAK降解不仅限制了细胞凋亡，而且诱导了细胞对持续的核糖体毒性应激的耐受性。通过使细胞对持续的核糖体collision脱敏，ZAK降解为基因表达程序提供了时间来缓解翻译困难并恢复体内平衡。这种耐受机制突出了ZAK作为临界剂量传感器的作用，根据核糖体collision的大小和持续时间来调节下游信号。 总的来说，这项研究揭示了RSR在介导对紫外线辐射的即时早期反应中先前被低估的作用，并为我们理解细胞应激反应提供了一个范式转变。这一发现对癌症生物学有着深远的影响，因为RSR的失调可能导致癌症发生或影响治疗易感性。此外，这项研究提出了关于不同细胞类型和环境中RSR和DDR之间相互作用的有趣问题，为这一新兴领域的未来研究开辟了新的途径。

2024年6月5日，北京大学杜鹏课题组在Cell杂志在线发表了题为 Capturing Totipotency in Human Cells Through Spliceosome Repression 的研究论文。 2022年，多个研究小组报导在5iLA或4CL等培养条件下，从人原始态多能干细胞（na?ve hESCs）中成功捕获了一种新型的8细胞样细胞（8CLCs）。这些细胞存在的比例极低（约0.2-2%），并且高表达经典的ZGA标志基因，如ZSCAN4和DUXA。然而，8CLCs并不稳定，无法在体外多次传代。目前，具有最高发育潜能的人全能性细胞仍无法在体外稳定培养。 此项研究首次捕获了一种新型的ZGA-like细胞 （ZLCs）,并成功在体外稳定培养了具有pre-ZGA特征的人全能性干细胞 (hTBLCs)。得益于其出色的分化潜能，hTBLCs作为体外分化体系中理想的“种子细胞”，能够产生高质量的功能细胞，未来能够广泛应用于类器官研究以及再生医学领域。此外，人和小鼠全能性干细胞的成功培养揭示了剪接抑制可能作为一种通用策略，推动多物种干细胞从多能性向全能性的转变。