由生物学领域顶尖的科学家群体（Faculty  1000）成员评选出2010年生物学领域最重要的五项工作。入选的论文，都是远离公众视野、静悄悄进行的一些针对生命活动分子基础的研究。而且都是些长期连续的工作。

No.  5  发现机械力传导蛋白  (Mechanotransduction  proteins)

论文:  B.  Coste,  et  al.,  "Piezo1  and  Piezo2  are  essential  components  of  distinct  mechanically  activated  cation  channels,"  Science,  330:55-60,  2010.

我们要认识世界首先得要借助于各种感觉系统，包括视觉、听觉、触觉和味觉等获得外界的信号。味觉是化学刺激，视觉光学信号刺激，感受这些刺激信号并将其转化成细胞内可传导信号的受体分子都得到了鉴定和阐明。但是，还有一类感觉，触觉、听觉（声音震动通过鼓膜、听小骨以及耳蜗最终传导到听觉毛细胞摆动）和一些物理刺激引起的痛觉（如刺痛），都是一些机械力刺激，而感受器细胞是如何将力学信号转化成细胞可传导的信号的，长期以来一直是个谜。该工作在小鼠细胞系发现鉴定了这种机械力传导蛋白分子，Piezo1  and  Piezo2，终于揭开了这个谜底。

5.  Mechanotransduction  proteins  found  

The  paper:  B.  Coste,  et  al.,  "Piezo1  and  Piezo2  are  essential  components  of  distinct  mechanically  activated  cation  channels,"  Science,  330:55-60,  2010.  

A  new  family  of  proteins,  characterized  in  a  mouse  cell  line,  shines  new  light  on  the  previously  mysterious  molecular  basis  of  mechanosensation  in  mammals.  Called  Piezos,  these  proteins  have  been  identified  as  a  critical  molecular  component  in  mechanically  activated  ion  channels,  which  make  possible  several  sensations,  such  as  hearing,  touch  and  pain.  

No.  4  炎症反应的放大机制  (Inflammation  amplification  )

论文:  E.  Boilard,  et  al.,  "Platelets  amplify  inflammation  in  arthritis  via  collagen-dependent  microparticle  production,"  Science,  327:580-83,  2010.

炎症反应是机体对付损伤、感染和异物入侵等的一种保护性反应，体内的炎症反应是一个级联放大的反应过程。大体表现是局部红、肿、热、痛，其细胞学机理是局部血管扩张、血管通透性增加，血浆向组织渗出，炎症细胞向组织局部聚集，参与清除病原、促进组织修复。病理性炎症反应也和许多病理过程密切相关，如关节炎、类风湿、乙肝的干细胞损伤等，都是炎症反应过度或失去控制引起的对正常组织的破坏。血小板是血液中的一种微小颗粒状的非细胞性结构，在凝血作用中发挥重要作用，但在炎症反应中的作用还没有的到认识。该论文鉴定了血小板膜上的微小颗粒结构在炎症反应的放大中的作用，为炎性疾病的治疗提供了新的线索。

4.  Inflammation  amplification  

The  paper:  E.  Boilard,  et  al.,  "Platelets  amplify  inflammation  in  arthritis  via  collagen-dependent  microparticle  production,"  Science,  327:580-83,  2010.  

Researchers  identify  platelet  "microparticles"  --  tiny  vesicles  that  bud  from  the  membranes  of  activated  platelets  --  in  the  fluid  of  inflamed  joints,  which  rarely  contain  blood.  Importantly,  depleting  the  microparticles  using  an  antibody  seemed  to  cure  arthritis  in  mice.  

The  discovery,  published  in  a  January  issue  of  Science,  demonstrates  the  previously  unappreciated  role  of  platelets  in  inflammatory  arthritis.  

Read  the  full  story  here.  

No.3.    解析呼吸链酶复合体I的结构（Complex  I  enzyme  ）

论文:  R.G.  Efremov,  et  al.,  "The  architecture  of  respiratory  complex  I,"  Nature,  465:441-5,  2010.

生物体所需要的能量从哪儿来？从物质代谢中获得。对于绝大多数需要氧气的生物，氧化呼吸是将代谢中间产物经过氧化呼吸链把代谢物中储存的化学能转移到ATP上（生物的能量通用货币）。氧化呼吸链是由一系列酶组成的结构复杂的复合体，就像生产流水线一样，但是远比工厂流水线精巧、紧凑和高效。氧化呼吸链由I、II、III和IV这四个复合体组成，其中复合体I的结构一直未能得到解析。（记得2005年，饶子和领导的实验室和其它几家实验室合作解析了氧化呼吸链酶复合体II的结构，结果发表在Cell上，成为国内重要科技新闻）。这篇论文成功解析了酶复合体I的结构，解决了大家期待已久的问题。

3.  Complex  I  enzyme  revealed  

The  paper:  R.G.  Efremov,  et  al.,  "The  architecture  of  respiratory  complex  I,"  Nature,  465:441-5,  2010.  

The  long-awaited  structure  of  a  bacterial  complex  I  enzyme  --  first  in  line  in  the  energy-producing  respiratory  chain  --  reveals  important  mechanics  of  this  ubiquitous  protein.  Specifically,  the  structure  shows  how  the  enzyme  hustles  electrons  and  protons  across  membranes.  

The  structure,  published  by  Nature  in  May,  is  one  of  the  largest  protein  membrane  complexes  ever  solved.  

No.  2.  纤毛是如何“交谈”的？（  How  cilia  talk）

论文：

 :  Q.  Hu,  et  al.,  "A  septin  diffusion  barrier  at  the  base  of  the  primary  cilium  maintains  ciliary  membrane  protein  distribution,"  Science,  329:436-39,  2010.

恰如昆虫的触角一样，初级纤毛是真核单细胞的感受器，它接受细胞外信号并通过细胞膜蛋白向细胞内传递，但是，那些信号蛋白究竟是怎么“勾搭”上初级纤毛并挂在上面的？  长期以来一直是个迷。这篇论文的研究发现证实：在初级纤毛的基底部有一个由多个septin分子组成的“栏杆”，这一结构可以固定纤毛，并控制膜蛋白的定位和分布。

2.  How  cilia  talk  

The  paper:  Q.  Hu,  et  al.,  "A  septin  diffusion  barrier  at  the  base  of  the  primary  cilium  maintains  ciliary  membrane  protein  distribution,"  Science,  329:436-39,  2010.  

Primary  (nonmotile)  cilia  --  sensory  organelles  in  eukaryotic  cells  that  act  as  antennae  --  rely  on  membrane  proteins  to  send  and  receive  extracellular  signals.  New  findings,  published  in  the  July  issue  of  Science,  show  how  cilia  retain  those  membrane  proteins  --  a  barrier  at  the  base  of  cilia  made  up  of  proteins  called  septins.  

Septins,  originally  identified  as  cell  division  mutants  in  yeast,  localize  at  the  base  of  the  cilium  where  they  maintain  a  barrier  to  control  the  localization  of  membrane  proteins.  The  discovery  solves  the  long-standing  mystery  of  how  signaling  proteins  are  retained  in  the  primary  cilium.  

One  of  the  paper's  corresponding  authors,  Elias  Spiliotis,  is  this  month's  Scientist  to  Watch.  You  can  read  more  about  septins,  and  how  they  may  also  help  protect  yeast  from  the  effects  of  aging,  in  our  October  cover  story  by  Yves  Barral.  

No.  1.  炎症反应为寄生物喂食  （Immune  response  feeds  parasite）

论文:  S.E.  Winter,  et  al.,  "Gut  inflammation  provides  a  respiratory  electron  acceptor  for  Salmonella,"  Nature,  467:426-9,  2010.

动物的消化道分布着大量的微生物菌类，我们称之为常驻正常菌群，不仅对消化功能十分必要，还可以对机体形成保护，抵制/抑制外来致病（有害）微生物的定居和繁殖。沙门氏菌是一类致病菌，该菌是怎样在与倡导优势菌群的竞争中胜出并致病的呢？  该论文发现，  沙门菌通过独特的能量获取途径在同肠道的菌群竞争中胜出。肠道的炎症反应本来是用来对付肠道病原的，但是其副产物连四硫酸盐却可以被沙门氏菌用作为能源物质，并通过氧化呼吸链获得能量，增强细菌生长，这叫“借力打力”，真是“道高一尺，魔高一丈”！

1.  Immune  response  feeds  parasite  

The  paper:  S.E.  Winter,  et  al.,  "Gut  inflammation  provides  a  respiratory  electron  acceptor  for  Salmonella,"  Nature,  467:426-9,  2010.  

Salmonella  is  able  to  out-compete  resident  gut  microbes  by  deriving  energy  from  the  immune  response  that  is  supposed  to  combat  the  pathogen,  according  to  a  study  published  in  September  in  Nature.  Inflammation  in  a  mouse  gut  generates  a  sulfur-based  molecule  called  tetrathionate,  which  Salmonella  uses  during  respiration  for  enhanced  growth.