近日,，自然出版集團向全球發(fā)布《轉型中的中國科研》白皮書,，讓全世界的目光聚焦到了中國的學術界,。據(jù)白皮書所述中國已經(jīng)具備“高水平的科研實力”,。那么在即將過去的2015年里,，中國的生物學者們又做出了哪些重大科研成果？對于這些成果,，你又有什么看法,？谷君在本文中收錄了一些今年重大的國內(nèi)研究突破。
1,、北大謝燦課題組發(fā)現(xiàn)磁感應蛋白：或揭開“第六感”之謎
北京大學 謝燦課題組
2015年11月16日,，北京大學生命科學學院的謝燦課題組在Nature Materials雜志在線發(fā)表論文，首次報道了一個全新的磁受體蛋白（MagR）,，該突破性進展或將揭開被稱為生物“第六感”的磁覺之謎,，并推動整個生物磁感受能力研究領域的發(fā)展。
由于MagR的獨特磁學性質,，可能將直接引發(fā)基于MagR蛋白質的一系列由磁場來操控生物大分子乃至細胞行為,、動物行為的各種應用。
2,、Nature Communications：發(fā)現(xiàn)壁虎爬墻及斷尾再生相關基因
中國南通大學,、深圳華大基因、中科院成都生物研究所和James D,。 Watson基因組科學研究所（杭州）聯(lián)合課題組
南通大學神經(jīng)再生重點實驗室的顧曉松和他的研究團隊,，對于一只成年雄性壁虎進行了全基因組測序，獲得了一個25.5億對堿基的基因組序列,。這當中,，有22487個基因，他們確定了它們的位置和功能,。他們發(fā)現(xiàn)了β-角蛋白基因家族的規(guī)模增加,，這被認為和壁虎有黏性的腳底觸毛的形成有關。而這種爬行足底的毛,，讓壁虎能夠捕捉獵物,，并且黏附在光滑表面上。
研究團隊還分析了與尾巴再生相關的基因的演化,，并且確定了與這些動物從晝行轉化成夜行生活方式相關的特定基因,，這些基因被稱為視蛋白基因。這些研究結果有助于深入了解壁虎的演化史,，也可能有助于仿生粘合技術的發(fā)展,，以及幫助我們理解再生過程的遺傳基礎。
3,、中科院科學家在帕金森癥領域取得新進展
中國科學院生物物理所 袁增強
最近中國科學院生物物理所的袁增強等人在著名期刊 《Cell Death & Differentiation》雜志在線發(fā)表了題為“c-Abl–p38α signaling plays an important role
in MPTP-induced neuronal death”的研究報告,，介紹了他們關于c-Abl-p38α信號在多巴胺神經(jīng)元死亡中發(fā)揮重要作用研究成果。
在這項#!新的研究中，袁增強實驗室發(fā)現(xiàn)非受體酪氨酸激酶c-Abl在MPTP（1-甲基-4-苯基-1,，2,，3，6-四氫砒啶）誘導的多巴胺神經(jīng)元死亡發(fā)揮重要作用,。在MPTP處理小鼠紋狀體及黑質致密部發(fā)現(xiàn)c-Abl顯著被激活,，神經(jīng)元中特異性敲除c-Abl可以顯著減少MPTP導致的多巴胺神經(jīng)元死亡。注射c-Abl抑制劑STI571（甲磺酸伊馬替尼）同樣可以顯著減少MPTP誘導的神經(jīng)元死亡,，并且顯著改善小鼠運動協(xié)調(diào)能力,。結合SILAC技術及生化方法，鑒定到在氧化壓力下c-Abl主要激活了下游底物p38α,。c-Abl特異性的酪氨酸磷酸化p38αY182及Y323位點,，促進p38α二聚體的形成進而激活p38α。p38α的抑制劑也能夠顯著抑制MPTP導致的多巴胺神經(jīng)元的死亡及改善小鼠的運動協(xié)調(diào)能力,。這項研究顯示開發(fā)特異性的能夠順利通過血腦屏障的c-Abl或p38α抑制劑在預防或者治療散發(fā)性帕金森氏病具有重要的應用前景。
4,、中國科學家在惡性神經(jīng)膠質瘤的干細胞起源和精準干預方面取得新進展
中科院生物物理所 劉光慧
北京大學 湯富酬實驗室中科院動物研究所 曲靜實驗室
中科院生物物理所劉光慧實驗室同北京大學湯富酬實驗室及中科院動物研究所曲靜實驗室合作,，在《Nature
communications》雜志發(fā)表了題為"PTEN deficiency reprogrammes human neural stem
cells towards a glioblastoma stem cell-like
phenotype"的研究論文。該研究揭示了人神經(jīng)干細胞中的基因突變是形成神經(jīng)膠質母細胞瘤（GBM）的源驅動力,，為實現(xiàn)針對攜帶特定基因突變的神經(jīng)膠質母細胞瘤的精準治療提供了新型研究平臺和藥物評價體系,。
5、世界首例基因編輯狗誕生
中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院 賴良學,、鄒慶劍
近年來,，隨著TALEN技術和CRISPR/CAS9技術等基因敲除技術的出現(xiàn)，牛,、羊,、豬、猴等大型哺乳動物都通過CRISPR/CAS9技術實現(xiàn)了基因敲除,。由于狗生殖生理較為特殊,，基因敲除狗的培育難度大為增加，因而狗基因組的定點修飾一直未獲得成功,。
針對這一問題,，研究團隊設計了一個自體移植的策略，即將一側輸卵管內(nèi)的受精胚胎沖出,，進行顯微操作,，并馬上輸回另一側輸卵管，克服了供體胚胎與受體雌犬的生殖周期不同步的難題,，大幅提高妊娠率,，基因打靶狗得以誕生。
狗在營養(yǎng)代謝、生理解剖等方面與人類極其相似,，因此狗是研究人體生理和疾病發(fā)生機理的理想實驗動物,。基因敲除狗的培育將為人類疾病治療和藥物研發(fā)提供新的實驗動物模型,，也將加速培育更多含優(yōu)良遺傳性狀的新品系狗,。
6、深圳大學Nature子刊發(fā)文,，開發(fā)循環(huán)microRNA檢測新方法
深圳大學 茍德明
研究人員又通過一種改進的總RNA分離方法進一步提高了循環(huán)miRNA檢測的靈敏度,。通過對各項指標的優(yōu)化，提出了循環(huán)microRNA檢測的整體解決方案,，從100μl血清或血漿中可以實現(xiàn)200~300個miRNA的檢測,，是目前國際上#!靈敏的microRNA檢測方法，特別適合于尋找與人類重大疾病相關的循環(huán)microRNA生物標志物,。
為對這一改良方法進行驗證,，研究人員利用該方法對患有先天性心臟病合并肺動脈高壓患者的血清進行了miRNA表達譜定量分析，結果在該病人群體中發(fā)現(xiàn)了2個顯著上調(diào)的miRNA和5個顯著下調(diào)的miRNA,，證明了該方法具有很好的應用價值,。
7、Cell：中國科學家揭示CRISPR獲取新間隔序列的分子機制
中國科學院生物物理研究所 王艷麗研究組
王艷麗研究組通過深入的研究,，解析了Cas1-Cas2與多種類型DNA的復合物的晶體結構,，證明了被Cas1-Cas2所獲取的外源核酸片段是以雙叉的構象存在的；Cas1-Cas2通過兩個酪氨酸固定并且準確量取雙鏈部分,，并以序列特異性的方式識別3’單鏈的中PAM的互補序列（5’-CTT-3’）,，由Cas1發(fā)揮活性作用，分別在兩端的3’overhang切割出5nt的長度,，產(chǎn)生了一段33nt長度的DNA片段,；在這個過程中，與外源核酸片段的結合,，使得Cas1-Cas2經(jīng)歷了類似于蝴
蝶飛舞時“翅膀上揚”到“翅膀水平“的構象變化,，最終通過一種類似切割-拷貝的方式將獲取的外源核酸片段插入到了自身的CRISPR位點。
該研究發(fā)現(xiàn)了Cas1-Cas2識別外源入侵DNA分子機制,，揭示了外源核酸片段的長度是如何確定的,，同時也解釋了該階段中的核心蛋白Cas1和Cas2各自的功能。因此,，該成果為揭示原核生物這一新的抵御病毒及遺傳物質的入侵的機制奠定了重要的理論基礎,。
8、我國科學家在世界上首次發(fā)現(xiàn)免疫學新機制
第三軍醫(yī)大學 葉麗林
近日,，第三軍醫(yī)大學科研團隊的研究成果形成論文《轉錄因子TCF-1啟動急性病毒下的TFH細胞的分化》,，發(fā)表于國際免疫學頂級期刊《自然免疫學》上。
TFH細胞存在于人體免疫系統(tǒng)內(nèi)，它參與了機體免疫,，對維持機體免疫平衡起重要作用,。20多年前就有研究證明，B淋巴細胞（一種淋巴細胞）必須在淋巴濾泡中接受TFH細胞的輔助,，才能活化,、增殖、分化并產(chǎn)生抗體,；沒有TFH細胞的輔助,，B淋巴細胞就會凋亡。同時,，TFH細胞必須受到嚴格調(diào)控,，過度活化和耐受都不能正常發(fā)揮輔助作用，從而會導致自身免疫性疾病或體液免疫功能缺陷,。
經(jīng)過三年的努力,，他們在小白鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)有一種名為TCF-1的轉錄因子，能促進轉錄因子Bcl-6分化,，并抑制轉錄因子Blimp1的分化,，從而啟動并調(diào)控TFH細胞的分化，進而更有效地輔助B淋巴細胞產(chǎn)生抗體,，而這個轉錄因子在人體內(nèi)也存在，同樣對TFH細胞的分化起著關鍵作用,。
9,、Nature子刊：華人科學家發(fā)現(xiàn)治療肺癌新靶點
南京大學 李小軍
ID是一類抑制DNA結合/分化的轉錄因子，ID蛋白能夠二聚化并結合調(diào)節(jié)性的E蛋白來抑制腫瘤抑制基因的表達,。之前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在各類癌細胞類型中有ID家族蛋白的高度表達,，然而ID蛋白在癌細胞中過表達的具體作用目前并不清楚。針對這一問題,，來自南京大學李小軍教授課題組研究了ID3基因在A549癌細胞系中的過表達的生理意義,，相關結果發(fā)表在《nature gene therapy》雜志上。
首先,，作者向A549細胞系中轉入了ID3基因,，檢測發(fā)現(xiàn)：相比于對照組，加入ID3后會引起細胞的大量死亡,；而在其基礎上又轉入ID3-miRNA之后這一效應及受到了抑制,。這一結果說明ID3能夠促進細胞的凋亡。
之后,，為了檢測ID3對癌細胞遷移的影響,，作者設計了一個傷愈實驗，即在細胞皿中鋪一層A549細胞，待細胞長滿后將部分區(qū)域人為劃破,，留出一片空白區(qū)域,。36hr后觀察細胞向這一區(qū)域移動的程度。結果顯示,，對照組細胞可以輕易地向這一區(qū)域遷移,，而ID3過表達的細胞其遷移能力受到了明顯抑制。這一實驗說明ID3能夠抑制A549細胞系的遷移能力,。
為了證明這一現(xiàn)象在體內(nèi)是否有相同效應,，作者將對照組與ID3過表達組的A549細胞注入裸鼠體內(nèi)，并觀察期腫瘤增長情況,。結果顯示,，ID3過表達的A549細胞在體內(nèi)的成瘤速率明顯低于對照組。這一實驗結果說明ID3的過表達能夠抑制腫瘤的體內(nèi)生長,。
10,、中科院科學家在內(nèi)質網(wǎng)同源膜融合機制方面獲得新進展
中國科學院生物物理所 饒子和院士組、胡俊杰課題組
最近,，中科院生物物理所的饒子和院士組和胡俊杰課題組合作在著名期刊Journal of Cell Biology上發(fā)表題為“Structures
of the yeast dynamin-like GTPase Sey1p provide insight into homotypic ER
fusion”的研究報告,，介紹了他們在該領域的#!新研究成果。
在研究中饒子和課題組成功解析了白色念珠菌
Sey1p結合不同GTP類似物的結構,，而胡俊杰課題組進一步從生化和細胞層面測試了Sey1p的功能,，發(fā)現(xiàn)Sey1p和ATL介導融合的步驟雖相似，但構象變化發(fā)生在不同的節(jié)點,。Sey1p可以在不水解GTP的情況下介導融合,，但在有GTP的條件下融合效率更高。另外,，Sey1p在細胞中的點狀分布與其酶活相關,。
這一發(fā)現(xiàn)闡釋了酵母內(nèi)質網(wǎng)融合因子Sey1p的作用機制并展示了Sey1p與之前報道的dynamin超家族成員不一樣的構象，并與其哺乳動物同源蛋白ATL作用機理進行了比較,，拓寬了對膜動態(tài)變化機制的了解,。
11、復旦大學發(fā)現(xiàn)MERS抗體新作用機制
復旦大學基礎醫(yī)學院 應天雷課題組
記者9月15日從復旦大學基礎醫(yī)學院獲悉,，該院醫(yī)學分子病毒學教育部/衛(wèi)生部重點實驗室應天雷課題組與美國相關科研機構合作,，闡明了對中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒（MERS-CoV，即“MERS病毒”）具有超強殺傷力的候選藥物“m336抗體”的工作機制,，并證實了抗體的基因重排對殺傷MERS病毒有重大影響,。該成果已發(fā)表在當日出版的《自然—通訊》雜志上。
m336抗體是一種對MERS病毒具有極強中和活性的全人源單克隆抗體,，由復旦大學與美國國立衛(wèi)生研究院等單位聯(lián)合開發(fā),。研究人員通過分析m336抗體和MERS病毒蛋白復合物的晶體結構,，發(fā)現(xiàn)m336抗體采用了一種與病毒天然受體（DPP4）極為相似的方式與MERS病毒緊密結合，抗體在病毒上的結合面與病毒天然受體在病毒上的結合面重疊面積達90%以上,。這一發(fā)現(xiàn)解釋了m336抗體具有超強的病毒中和活性的原因,。
12、cell research：曹雪濤院士新文章揭示I型干擾素反向調(diào)控機制
中國工程院 曹雪濤課題組
Siglec1是#$個被鑒定出的Siglec1家族蛋白成員,，之前的研究發(fā)現(xiàn)該蛋白參與了細胞對病毒物質的內(nèi)吞作用,。對于Siglec1蛋白在抗病毒天然免疫中的作用，中國工程院院士曹雪濤課題組進行了相關研究,，并將其研究結果發(fā)表在#!新一期的《cell research》雜志上,。
為了研究siglec1在病毒感染過程中起到的作用，作者利用RNAi的方法,，先對巨噬細胞進行病毒感染刺激,，再加入siglec1的siRNA進行抑制。結果顯示,，siglec1抑制后病毒的復制能力明顯下降,，另外，作者將siglec1蛋白過表達于巨噬細胞系RAW264.7中,，病毒感染結果顯示,，siglec1的過表達能夠促進病毒的增殖；另一方面,，siglec1過表達后巨噬細胞產(chǎn)生I型干擾素的能力受到了明顯的抑制,。以上結果表明
siglec1能夠促進病毒的復制并抑制I型干擾素的表達。
之前的研究告訴我們,，I型干擾素的產(chǎn)生依賴于TBK1的磷酸化與激活,，因此，作者希望了解是否siglec1蛋白參與了這一信號傳導過程,。生化實驗結果顯示，siglec1能夠與TBK1相互作用并抑制TBK1的磷酸化,，證明了作者的猜想,。
由于siglec1本身缺乏與TBK1相互作用的分子基礎，作者猜想可能存在其他蛋白將siglec1與TBK1聯(lián)系在一起,。通過質譜的方式,，作者鑒定出了與siglec1相互作用的結合蛋白DAP12以及SHP2。并通過免疫共沉淀的方式再次得到了驗證,。細胞水平的實驗表明在巨噬細胞受到病毒感染時,，siglec1與TBK1以及SHP1會發(fā)生明顯的結合。接下來,，作者又鑒定出了TRIM27是該復合體下游的效應蛋白,。
最后,，作者通過生化試驗證明TRIM27能夠引起TBK1的泛素化從而導致其降解，最終抑制了抗病毒免疫反應并提高了病毒的復制與感染能力,。
13,、Nature communications：G蛋白偶聯(lián)受體信號轉導機制取得新進展
中國科學院生物物理所 王江云課題組山東大學醫(yī)學院 孫金鵬課題組
中科院生物物理所的王江云課題組和山東大學醫(yī)學院的孫金鵬課題組應用#!新的非天然氨基酸編碼方法和19FNMR技術，發(fā)現(xiàn)Arrestin是通過精確識別受體特異的磷酸化密碼信息,，來指導下游信號轉導的機制,，并提出了重要的新的假說。
兩個聯(lián)合實驗組的研究發(fā)現(xiàn),，Arrestin可以通過N端的10個磷酸化位點來識別特異的受體磷酸化編碼信息,，并產(chǎn)生相應的多種特異性構型變化，從而選擇性的結合下游蛋白,，產(chǎn)生多種功能,。據(jù)此結果，聯(lián)合小組提出了受體信號轉導的笛子模型：受體的磷酸化編碼產(chǎn)生的花樣指導Arrestin的信號時,，就像手指按在笛子的孔上,，不同的磷酸化組合可以帶來不同的手指組合，從而形成特異的音符,，指導Arrestin的多樣性功能,。一種1-4-6-7的音符可以激活Clathrin， 從而介導受體內(nèi)吞,。
而另一種1-5音符可以激活SRC,，促進細胞的遷移等?？紤]到10個磷酸化位點的組合可以帶來超過1000種變化（210-1=1023）,，因此受體C末端不同的磷酸化花樣就可以引起超過1000種Arrestin的特異性構型；受體在理論上可以通過Arrestin啟動超過1000種信號途徑,。這個新的磷酸化編碼理論可以部分解釋長期以來的一個懸而未決的問題：人體內(nèi)超過800個GPCR如何利用僅有的24個效應器蛋白（20個G蛋白,，4個Arrestin）行使多種多樣的（>10000種）細胞功能。這一研究也將為今后人們更好的設計基于GPCR的藥物提供指導,。
14,、JCI：中科院科學家發(fā)現(xiàn)人類肝癌干細胞自我更新機制
中國科學院生物物理所 范祖森研究小組
在這項研究中，研究人員對肝癌干細胞和普通HCC細胞的轉錄組表達譜進行了分析,，結果發(fā)現(xiàn)轉錄因子ZIC2在肝癌干細胞中表達水平很高,。他們發(fā)現(xiàn)ZIC2對于肝癌干細胞的自我更新具有非常重要的作用，刪除ZIC2能夠顯著減弱肝癌干細胞的球體形成（sphere
formation）能力,，并可以抑制移植瘤在小鼠體內(nèi)的生長,。
隨后，研究人員對ZIC2的作用機制進行了探究,，他們發(fā)現(xiàn)ZIC2作用于轉錄因子OCT4的上游,，ZIC2能夠將核重塑因子復合體NURF招募到OCT4的啟動子區(qū)域,，進而起始OCT4的轉錄激活。研究人員在HCC病人中發(fā)現(xiàn)NURF復合體的表達水平與HCC的臨床進展和預后呈現(xiàn)一致性,，并且ZIC2和OCT4的表達水平與HCC病人所處的臨床病理學階段成正相關性,。
總的來說，這項研究表明轉錄因子ZIC2,，OCT4以及核重塑因子復合物NURF可以作為HCC疾病診斷標記并可預測HCC病人的預后情況,，同時這三個因子還可以作為@^肝癌干細胞的潛在靶向目標在HCC的治療中發(fā)揮重要作用。
15,、Neuron：廈大阿爾茨海默研究又獲重大突破
廈門大學神經(jīng)科學研究所 許華曦
在該研究中,，許教授課題組鑒定了一個在Tau疾病中起關鍵致病作用的新蛋白Appoptosin。Tau疾病是一類具有共同病理特征：即隨著疾病的進程,，在腦中會產(chǎn)生Tau蛋白異常聚集和纏結的神經(jīng)退行性疾病,，包括阿爾茨海默癥（老年性癡呆）、額顳癡呆,、以及進行性核上麻痹（PSP）等,。
許教授的研究團隊通過對PSP患者的檢測，發(fā)現(xiàn)一個與該疾病相關的DNA單核苷酸突變（SNP）可以引起Appoptosin蛋白水平的增高,，并增加Tau蛋白的過度磷酸化以及caspase-3酶介導的Tau蛋白切割,，從而導致Tau蛋白的異常聚集和突觸功能障礙。更為重要的是,，在阿爾茨海默癥和額顳癡呆患者的腦組織中,，同樣發(fā)現(xiàn)了致病蛋白Appoptosin和Tau蛋白異常切割的增加，進一步證明了Appoptosin介導的途徑在Tau疾病的發(fā)病機制中起到了關鍵性作用,。該研究為進一步闡明神經(jīng)退行性疾病的病理機制指引了新的研究方向,，為癡呆和運動功能障礙的臨床治療提供了全新的治療靶點和思路，具有重要的臨床意義,。
16,、Nature Medicine：中科院科學家在腫瘤靶向抗體免疫治療領域取得新進展
中國科學院生物物理所 傅陽心課題組
中科院生物物理所傅陽心課題組與芝加哥大學的研究人員共同進行了深入研究，并在權威雜志Nature Medicine上發(fā)表了題為“CD47
blockade triggers T cell-mediated destruction of immunogenic
tumors”的文章,，報道了T細胞免疫應答對于阻斷性抗小鼠CD47單克隆抗體抗腫瘤效果的至關重要的地位,。
CD47分子是表達于所用細胞表面的免疫球蛋白超家族的跨膜蛋白。CD47蛋白通過與吞噬細胞表面的SIRPa蛋白相結合來保護細胞免受吞噬細胞的吞噬,，在維持機體的免疫平衡方面發(fā)揮重要作用。多種腫瘤細胞通過高表達自身的CD47分子來逃避吞噬細胞的吞噬,。阻斷性抗CD47抗體在人類腫瘤的異種移植實驗模型中具有很好的治療作用,，其作用機制主要是依賴巨噬細胞的吞噬作用。然而抗CD47抗體在免疫健全機體內(nèi)的作用效果和機制目前還沒有被闡釋,。在該研究中,，作者發(fā)現(xiàn)抗小鼠CD47抗體在野生型小鼠中的抗腫瘤效果主要是通過樹突狀細胞提呈抗原并激活細胞毒性T細胞從而達到治療腫瘤的目的,。該過程依賴于干擾素的分泌和DNA/STING信號通路的激活。本研究對于抗CD47抗體的臨床實驗和腫瘤的抗體免疫治療具有重要的指導意義,。
17,、施一公小組在《Science》發(fā)兩篇論文報道剪接體三維結構
清華大學 施一公小組
8月21日，清華大學生命科學學院施一公教授研究組在國際頂級期刊《科學》（Science）同時在線發(fā)表了兩篇背靠背研究長文,，題目分別為“3.6埃的酵母剪接體結構”（Structure of a Yeast Spliceosome at 3.6 Angstrom
Resolution）和“前體信使RNA剪接的結構基礎”（Structural Basis of Pre-mRNA
Splicing）,。#$篇文章報道了通過單顆粒冷凍電子顯微技術（冷凍電鏡）解析的酵母剪接體近原子分辨率的三維結構，第二篇文章在此結構的基礎上進行了詳細分析,，闡述了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的基本工作機理,。
這一研究成果具有極為重大的意義。自上世紀70年代后期RNA剪接的發(fā)現(xiàn)以來,，科學家們一直在步履維艱地探索其中的分子奧秘,，期待早日揭示這個復雜過程的分子機理。施一公院士研究組對剪接體近原子分辨率結構的解析,，不僅初步解答了這一基礎生命科學領域長期以來備受關注的核心問題,，又為進一步揭示與剪接體相關疾病的發(fā)病機理提供了結構基礎和理論指導。
18,、Nature Genetics：中科院找到便宜又好吃大米的秘訣
中國科學院 Shaokui Wang Yuexing Wang
兩隊來自中科院的分子遺傳學家們,，獨立工作并已經(jīng)確定在不影響作物產(chǎn)率的情況下控制水稻形狀和質地的基因。這兩篇文章同時發(fā)表在#!新的Nature Genetics,。這兩篇研究都確認了一種與大米細長形狀并且降低堊白關聯(lián)的基因,，對產(chǎn)量沒有影響，可育成新的水稻品系,。
現(xiàn)在,，“奇跡”基因已被確定，或許它可以被設計利用,?！澳壳爸袊袌鲆呀?jīng)有部分大米品種包含這些等位基因，” Guosheng
Xiong,，中國農(nóng)業(yè)科學院研究者和其中一篇研究的作者說,，“現(xiàn)在我們了解這方面的知識，可以把這個基因引入給一些具有良好的口感和烹調(diào)的品質但并不看好的水稻品種,?！?/p>
19、Science：中國科學家在干細胞衰老研究領域取得巨大進展
中國科學院生物物理所 劉光慧
北京大學 湯富酬Salk研究所 Juan Carlos Izpisua Belmonte等
研究人員提出了“組織干細胞的加速衰老（耗竭）可能是人類早衰癥的病因”的假設,?；谶@一假說，研究人員通過基因組靶向編輯技術使得人間充質干細胞（MSC）中的WRN基因發(fā)生純合缺失突變,，在實驗室“制造”出人類早衰癥特異的MSC,。這些早衰癥MSC不僅表現(xiàn)出生長速度減慢,、DNA損傷反應加劇和分泌大量炎性因子等衰老指征，而且表現(xiàn)出內(nèi)層核膜蛋白以及核周異染色質的加速缺失,。通過對組蛋白共價修飾,、DNA甲基化、以及RNA轉錄本進行全基因組掃描,，研究人員發(fā)現(xiàn)早衰癥干細胞的異染色質發(fā)生了顯著的結構退行性變化,，主要表現(xiàn)為著絲粒和端粒附近的H3K9me3“山脈”（mountains）的缺失。進一步研究發(fā)現(xiàn),，WRN蛋白同異染色質蛋白SUV39H1和HP1,？共存于一個蛋白復合物中，該復合物具有維持異染色質和核纖層的穩(wěn)定性以及阻止MSC衰老的作用,。WRN的缺失導致異染色質結合蛋白的減少以及著絲粒衛(wèi)星DNA的轉錄,，進而誘發(fā)細胞衰老。通過比較健康老年人和年輕人體內(nèi)分離的MSC,，也可見WRN水平的下調(diào)以及核膜蛋白和異染色質結構的異常,，提示異染色質的重塑可能是正常細胞衰老的驅動力之一。最后,，研究發(fā)現(xiàn)過量表達HP1,？能抑制早衰癥細胞的加速衰老，因而為未來干預人類干細胞的衰老提供了可能的分子靶標,。
此項研究不僅首次揭示了WRN蛋白在表觀遺傳調(diào)控方面的全新功能,，而且第一次確立了染色質高級結構的改變在驅動人類細胞衰老中發(fā)揮的核心作用。這些新型發(fā)現(xiàn)為在表觀遺傳水平實現(xiàn)延緩或逆轉細胞衰老奠定了理論基礎,。
20,、Gene Therapy：我國科學家利用CRISPR破壞乙肝病毒
軍事醫(yī)學科學院、第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院,、日本京都大學,、華中農(nóng)業(yè)大學
在這項研究中，研究人員探討了靶定HBV表面抗原（HBsAg）編碼區(qū)的CRISPR/CRISPR相關Cas9系統(tǒng),，在細胞培養(yǎng)系統(tǒng)和動物活體內(nèi)的效果,。研究人員通過定量酶聯(lián)免疫吸附測定，分析了細胞培養(yǎng)基和小鼠血清中的HBsAg水平,。利用定量PCR和HBsAg表達,，研究人員評估了小鼠肝臟組織中的HBV DNA水平。
結果發(fā)現(xiàn),，經(jīng)過CRISPR/Cas9處理后,，細胞培養(yǎng)物和小鼠血清所分泌的HBsAg量降低。免疫組化分析結果表明，在CRISPR/Cas9-S1+X3處理的小鼠肝臟組織中幾乎沒有HBsAg陽性細胞,。CRISPR/Cas9系統(tǒng)可有效地在HBV DNA中產(chǎn)生突變。因此,，CRISPR/Cas9可在體內(nèi)和體外抑制HBV的復制和表達,，從而可能是HBV感染一種新的治療策略。
21,、Science：中國科學家首次揭示病毒內(nèi)部三維結構
湖南師范大學物理與信息科學學院 劉紅榮清華大學生命科學學院 程凌鵬
近年來,，結構生物學家利用電子顯微技術與X射線晶體學技術，已解析大量病毒衣殼的近原子分辨率三維結構,，對衣殼蛋白分子結構形成了較為系統(tǒng)的認知,，但對病毒內(nèi)部的基因組及相關蛋白三維結構，迄今依舊一無所知,。
經(jīng)劉紅榮,、程凌鵬兩位科學家在病毒三維重構領域的10余年合作研究，他們最近提出了一種基于二維電子顯微圖像解析對稱失配生物大分子三維結構的新方法,，并運用這個方法首次解析一種源自昆蟲的雙鏈RNA病毒內(nèi)部基因組,，以及其RNA聚合酶的三維結構，發(fā)現(xiàn)該病毒內(nèi)部結構呈現(xiàn)“多層球狀”,。
劉紅榮表示,，他們此番取得的研究成果，首次求解了衣殼內(nèi)部基因組及相關蛋白三維結構,，向病毒學領域證明了衣殼內(nèi)部的核酸與蛋白質結構是可解的,，勢必推進人類重新認知病毒。
22,、Nature：腫瘤細胞維持基因組穩(wěn)定之謎破解
浙江大學醫(yī)學院 應頌敏,、沈華浩等
與正常細胞相比，癌細胞的分裂速度相當快,，其基因組“質量”卻相當穩(wěn)定——它們是怎么做到的,？共同#$作者、浙大醫(yī)學院教授應頌敏說,，正常細胞的分裂遵循經(jīng)典的細胞分裂周期理論,，在S期完成DNA復制。但是,，腫瘤細胞有另外一套機制,。它在規(guī)定動作的S期快速進行DNA復制，本來8小時要干完的活,，6小時就干完了,，這樣勢必偷工減料，因此留下了很多DNA的損傷。這讓DNA變得很不穩(wěn)定,，比正常細胞更容易受傷,。研究首次發(fā)現(xiàn)，有絲分裂期,，癌細胞也存在DNA復制行為,。
共同通訊作者之一、浙大醫(yī)學院沈華浩教授指出,，近年來肺癌等惡性腫瘤發(fā)病率不斷升高,，研究發(fā)現(xiàn)的腫瘤細胞特異性依賴的信號通路，為將來的腫瘤靶向治療提供了一個新的潛在治療靶點,。如果能想辦法中止腫瘤細胞在有絲分裂階段的DNA復制,，就能通過削弱腫瘤細胞DNA的穩(wěn)定性來控制腫瘤細胞的增殖。
