張明杰教授等兩篇文章：腸道與耳朵的淵源

　　進化其實是個很會省事的家伙，它常借用現成的生物學結構，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現，內耳毛細胞靜纖毛的發育可能就是這么回事。他們的論文同時發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物質，還是對抗微生物入侵者的一個主動屏障。靜纖毛是內耳感覺細胞的重要組成部分，調節內耳的聲音傳導過程，是神經生物學的研究熱點。從表面上看，靜纖毛的功能與腸道微絨毛差異很大。但研究人員發現，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的。

　　“肌動蛋白突起在人體內很常見，絕大多數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元，”香港科技大學的張明杰（Mingjie Zhang）院士說。“我們認為聽覺和視覺系統可能是從腸道結構發展來的，因為蛋白質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，這種疾病主要表現為不同程度的感音神經性耳聾和視網膜色素變性，間或有前庭功能障礙出現。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，有更多時間發展出強大的后備體系。

　　張明杰院士主要研究神經細胞訊號傳導及神經發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現的，在哺乳動物中也高度保守。這個信號通路在器官大小調控、癌癥發生、組織再生、以及干細胞的功能上發揮了重要作用，是近年來的研究熱點之一。

　　2014年12月，張明杰院士領導研究團隊在Nature Structural & Molecular Biology雜志上發表了重要成果。他們讓小鼠myosin-1c與無鈣的鈣調蛋白結合，獲得了完整尾部復合體的晶體結構，并由此揭示了鈣調蛋白調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，最早發現于肌肉組織，也廣泛存在于非肌細胞中，是細胞活動的重要調節者。 myosin-1能夠感知細胞的機械力，是一種張力敏感性的轉運子。

　　2014年02月，張明杰院士領導研究團隊在Cell Research雜志上發表文章指出，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、組織形態發生、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。

　　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，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。現為香港科技大學生物化學系講座教授。研究領域為神經細胞訊號傳導及神經發育的結構生物學和生物化學機理。他的調控神經細胞信號傳遞及神經系統發育的一系列蛋白質的結構和功能的研究成果，對于治療神經系統衰退的疾病，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等雜志發表論文100余篇。其培養的學生和博士后有很大一部分已經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。