生物通报道，哈佛大学医学院，霍华休斯医学研究所，NIH旗下神经性失调疾病与中风研究所的科学家在最近一期的Cell上发表GTP酶研究的最新进展文章A Class of Dynamin-like GTPases Involved in the Generation of the Tubular ER Network。

文章通讯作者是哈佛大学医学院Tom A. Rapoport，第一作者是胡俊杰博士，早年毕业于复旦大学生命科学院，2005年12月至2008年6月赴美在哈佛大学医学院生物化学系/霍华休斯医学研究所从事博士后研究。现已回国，任南开大学生命科学院遗传学系与细胞生物学系特聘教授。

内质网是一个广泛连续的膜网络，承担了膜蛋白和分泌蛋白的折叠和运输等功能。内质网的形态主要包括片状和管状，然而这些不同形态的膜结构如何在同一膜系统内形成，我们还知之甚少。

本研究中，研究人员发现哺乳动物的atlastins，一种发动蛋白样整合膜GTPases，能与内质网小管组成蛋白相互作用。Atlastins位于管状内质网上，对内质网的管状结构的形成具有关键的调控作用。一旦atlastins缺失或是过度表达都可能导致内质网的结构错误。

一系列的研究发现，内质网的网状结构的形成依赖于发动蛋白样的GTPases。研究还发现atlastins-1突变导致常见的遗传性痉挛性截瘫，这表明内质网结构的异常可能是神经退行性疾病发生的机制之一。

（生物通 小茜）

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A Class of Dynamin-like GTPases Involved in the Generation of the Tubular ER Network

Junjie Hu1,4,5,Yoko Shibata1,5,Peng-Peng Zhu2,5,Christiane Voss3,Neggy Rismanchi2,William A. Prinz3,Tom A. Rapoport1,,andCraig Blackstone2

1 Howard Hughes Medical Institute, Department of Cell Biology, Harvard Medical School, 240 Longwood Avenue, Boston, MA 02115, USA

2 Cellular Neurology Unit, Neurogenetics Branch, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA

3 Laboratory of Cell Biochemistry and Biology, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA

Corresponding author

4 Present address: College of Life Sciences, Nankai University, 94 Weijin Road, Tianjin 300071, China

5 These authors contributed equally to this work

【Summary】

The endoplasmic reticulum (ER) consists of tubules that are shaped by the reticulons and DP1/Yop1p, but how the tubules form an interconnected network is unknown. Here, we show that mammalian atlastins, which are dynamin-like, integral membrane GTPases, interact with the tubule-shaping proteins. The atlastins localize to the tubular ER and are required for proper network formation invivo and invitro. Depletion of the atlastins or overexpression of dominant-negative forms inhibits tubule interconnections. The Sey1p GTPase in S. cerevisiae is likely a functional ortholog of the atlastins; it shares the same signature motifs and membrane topology andinteracts genetically and physically with the tubule-shaping proteins. Cells simultaneously lacking Sey1p and a tubule-shaping protein have ER morphology defects. These results indicate that formation of the tubular ER network depends on conserved dynamin-like GTPases. Since atlastin-1 mutations cause a common form of hereditary spastic paraplegia, we suggest ER-shaping defects as a neuropathogenic mechanism.

胡俊杰，男，2000年7月毕业于复旦大学生命科学学院生物化学系。随后，赴美国密歇根大学生物学系攻读博士学位。2001年转学至纽约大学医学院，学习研究胰岛素信号转导的结构基础。2005年年底获药理学系博士学位。2005年12月至2008年6月，在哈佛医学院细胞生物学系/霍华德休斯医学研究所从事博士后研究。2008年6月被聘为南开大学生命科学学院教授。

研究方向：

本实验室主要研究内质网等重要细胞器的形态与功能。内质网是一个广泛连续的膜网络，承担了膜蛋白和分泌蛋白的折叠和运输等功能。内质网的形态主要包括片状和管状，然而这些不同形态的膜结构如何在同一膜系统内形成，我们还知之甚少。最新研究发现一组膜蛋白参与了管状内质网的成形，这些膜蛋白只在管状内质网中存在，对它们的过表达和敲除都会影响内质网的形态。这些蛋白被纯化后，能在体外与脂肪重组成管状膜结构。我们将采用细胞生物学，生物化学及结构生物学等多种手段深入研究这些膜蛋白作用和调控的机制，内质网的形态与功能的关联，以及与内质网功能相关的疾病。

代表论文：

· Hu J., Shibata Y., Voss C., Shemesh T, Li Z., Coughlin M., Kozlov M., Rapoport T.A., and Prinz W.A. (2007) Membrane Proteins of the Endoplasmic Reticulum Induce High-curvature Tubules. Science 319, 1247-1250.

· Hu J. and Hubbard S.R. (2006). Structural Basis for Phosphotyrosine Recognition by the SRC Homology-2 Domain of the Adapter Proteins SH2-B and APS. J. Mol. Bio. 361, 69-79

· Marciniak, S.J., Garcia-Bonilla L., Hu J., Harding H.P., and Ron D. (2006) Activation-depedent Substrate Recruitment by the Eukaryotic Translation Initiation Factor 2 Kinase PERK. J. Cell Bio. 172, 201-209

· Depetris R.S., Hu J., Gimpelevich I., Lowenna J.H., Daly R.J., and Hubbard S.R. (2005). Structural Basis for Inhibition of the Insulin Receptor by the Adapter Protein Grb14. Mol. Cell 20, 325-333

· Hu J., and Hubbard S.R. (2005). Structural Characterization of A Novel Cbl Phosphotyrosine-recognition Motif in the APS Family of Adapter Proteins. J. Biol. Chem. 280, 18943-18949

· Hu J., Liu J., Ghirlando R., Saltiel A.R., and Hubbard S.R. (2003). Structural Basis for the Recruitment of the Adaptor Protein APS to the Activated Insulin Receptor. Mol. Cell 12, 1379-1389

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