生 物 學(xué) 科 技 信 息

[科學(xué)成就評選]

中國科協(xié)生命科學(xué)聯(lián)合會公布2015年度中國生命科學(xué)十大進(jìn)展

據(jù)2016年1月25日《科技日報》報道，中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合公布了2015年度“中國生命科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展”：

①中國科學(xué)院植物研究所種康研究組與中國水稻所錢前研究員等合作發(fā)現(xiàn)水稻感受低溫的數(shù)量性狀位點基因COLD1賦予了粳稻的耐寒性;②武漢大學(xué)宋保亮團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，過氧化物酶體與溶酶體之間可產(chǎn)生動態(tài)接觸，該過程由溶酶體上的SytVII蛋白結(jié)合到過氧化物酶體上的脂質(zhì)分子PI(4,5)P2來介導(dǎo);③北京生命科學(xué)研究所邵峰團(tuán)隊和廈門大學(xué)韓家淮團(tuán)隊分別獨立鑒定出全新的GSDMD蛋白，并證明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物，其切割對于caspase激活細(xì)胞焦亡既是必要的也是充分的;④第三軍醫(yī)大學(xué)鄒全明、中國食品藥品檢定研究院曾明和江蘇省疾病預(yù)防控制中心朱鳳才聯(lián)合研發(fā)“Hp分子內(nèi)佐劑黏膜疫苗”設(shè)計原理和安全高效的首個人用分子內(nèi)黏膜免疫佐劑，設(shè)計與制造全新的幽門螺桿菌(Hp)疫苗組分，研成國際上首個Hp疫苗生產(chǎn)與檢定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);⑤清華大學(xué)施一公課題組利用酵母細(xì)胞內(nèi)源性蛋白提取獲得了性質(zhì)良好的樣品，并利用前沿的單顆粒冷凍電子顯微鏡技術(shù)，首次解析了酵母剪接體近原子水平的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了剪接體對前體信使RNA執(zhí)行剪接的工作機(jī)理；⑥北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院謝燦實驗室及其合作者發(fā)現(xiàn)，普遍存在于動物中的磁受體基因其編碼的磁受體蛋白(MagR)具備內(nèi)源磁性，能識別外界磁場并順應(yīng)磁場方向排列，據(jù)此提出一個新的“生物指南針”分子模型；⑦浙江大學(xué)張傳溪教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，稻飛虱翅芽的兩個胰島素受體在長、短翅分化中作用相反，起著分子“開關(guān)”作用；⑧中國科學(xué)院植物研究所匡廷云、沈建仁研究團(tuán)隊在原子水平分辨率的高等植物光系統(tǒng)I-捕光天線(PSI-LHCI)晶體結(jié)構(gòu)上解析了高等植物PSI-LHCI的精細(xì)結(jié)構(gòu)，揭示光系統(tǒng)I的4個捕光色素蛋白復(fù)合體(Lhca1-4)在天然狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系，LHCI全新的色素網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和LHCI紅葉綠素的結(jié)構(gòu)，明確提出LHCI向核心能量傳遞可能的4條途徑；⑨北京大學(xué)湯富酬研究團(tuán)隊與北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院喬杰研究團(tuán)隊緊密合作，采用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組高通量測序等一系列關(guān)鍵技術(shù)，解析了人類原始生殖細(xì)胞各個發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組和DNA甲基化組的動態(tài)變化，揭示了人類原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的一系列獨特的特征，提供了深度解析人類原始生殖細(xì)胞中基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)表觀遺傳調(diào)控的精準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)；⑩北京大學(xué)鄧宏魁研究團(tuán)隊在2013年報道小分子化合物誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程技術(shù)(化學(xué)重編程)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了化學(xué)重編程的一個中間狀態(tài)，其基因表達(dá)譜、體內(nèi)發(fā)育能力和重編程能力均類似于胚外內(nèi)胚層(XEN)細(xì)胞。

[古生物]

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一類新的基干鳥類化石“鄭氏重明鳥”

據(jù)2016年1月28日《光明日報》援引報道，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所王敏、周忠和與臨沂大學(xué)王孝理、王巖合作，在早白堊世的熱河生物群發(fā)現(xiàn)了一類新的基干鳥類化石，命名為“鄭氏重明鳥”。該發(fā)現(xiàn)揭示了鳥類早期演化的復(fù)雜性，對進(jìn)一步了解早期鳥類的演化有著非常重要的意義。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)報告》雜志。

據(jù)介紹，中生代的鳥類主要包括三個大的類群：原始的基干鳥類和進(jìn)化得更為成功的反鳥類、今鳥型類，后兩類鳥也被統(tǒng)稱為鳥胸類。目前發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)中生代鳥類化石都屬于鳥胸類，全球“有60多個屬種”。但基干鳥類只發(fā)現(xiàn)始祖鳥、熱河鳥、孔子鳥和會鳥四大類群，不到10個屬，故一般認(rèn)為，其中必然會有很多中間類群，否則難以解釋鳥胸類是如何從基干鳥類演化而來并迅速繁盛起來的。形態(tài)分析表明，重明鳥代表了基干鳥類的一個新的分支，由于保存有胃石，推測其為素食者，這是鳥類的“生存策略”。鳥類選擇“素食”，有助于其減少在演化初期與其他脊椎動物的直接競爭，有利于占據(jù)生態(tài)位，對后期的演化成功有很大貢獻(xiàn)。研究還表明，重明鳥的飛行能力較弱，在飛行演化初期，原始鳥類演化出不同的特征來適應(yīng)選擇的壓力。

我國云南發(fā)現(xiàn)兩億四千萬年前一種新的基干新鰭魚類化石

據(jù)2016年1月26日《光明日報》報道，中科院古脊椎動物與古人類研究所徐光輝和浙江自然博物館趙麗君在我國云南發(fā)現(xiàn)了兩億四千萬年前一種新的基干新鰭魚類“多飾維納斯魚”化石。其中成年雄魚具有第二性征，包括雄魚頭部、鱗片和鰭條上的尖突，以及臀鰭前面鉤狀的接觸器。是目前發(fā)現(xiàn)的新鰭魚類化石中第二性征最早的化石記錄。這一成果發(fā)表在《科學(xué)通報》上。

多飾維納斯魚與我國貴州三疊紀(jì)此前發(fā)現(xiàn)的東方肋鱗魚、精美烏沙魚相似，具有很高的體側(cè)鱗，但它不具有肋鱗魚類、史前飛魚類和其他卵胎生魚類那樣特化的臀鰭。據(jù)此前研究，肋鱗魚類和史前飛魚類是體內(nèi)受精、卵胎生的。因此科學(xué)家猜測，多飾維納斯魚可能采用體外受精、卵生的生殖方式。而它的第二性征可能是用于增進(jìn)雌、雄魚體產(chǎn)卵前或產(chǎn)卵中的身體接觸、刺激雌魚排卵，以及保護(hù)巢穴和領(lǐng)地。該發(fā)現(xiàn)為研究新鰭魚類的行為、繁殖方式和早期分異提供重要信息。

我國云南發(fā)現(xiàn)樹鼩類群的最古老物種化石

據(jù)2016年1月21日《中國科學(xué)報》報道，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所倪喜軍團(tuán)隊在云南省李家洼哺乳動物化石點，發(fā)現(xiàn)一個保存有樹鼩第二臼齒和第三臼齒的右下頜碎片，并據(jù)此將該化石所代表的新物種命名為“麒麟樹鼩”。分析顯示，該化石新物種可以追溯到距今3400萬年前的漸新世早期，代表了樹鼩類群最古老的化石證據(jù)，讓樹鼩的化石記錄時間長度翻了1倍。研究顯示，筆尾樹鼩屬動物在形態(tài)學(xué)上十分保守，可能保留有包含飛狐猴、更猴等靈長類動物以及樹鼩統(tǒng)獸總目祖先在內(nèi)的很多特征。麒麟樹鼩與現(xiàn)今的筆尾樹鼩驚人相似，筆尾樹鼩被認(rèn)為是現(xiàn)存的麒麟樹鼩中最接近祖先的物種。麒麟樹鼩的發(fā)現(xiàn)提供了3400萬年前哺乳動物形態(tài)緩慢演化的例子，而新生代時期東南亞持續(xù)穩(wěn)定的熱帶環(huán)境，很有可能對這支形態(tài)保守的物種的演化分支存活起到了至關(guān)重要的作用。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)報告》。

[植物學(xué)]

中科院揭示薺菜的花粉管信號識別和激活的分子機(jī)制

據(jù)2016年2月20日《科技日報》報道，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所楊維才研究組首次分離到花粉管識別雌性吸引信號的受體蛋白復(fù)合體，并揭示了其信號識別和激活的分子機(jī)制?；谶@一發(fā)現(xiàn)，通過轉(zhuǎn)基因手段進(jìn)行了薺菜和擬南芥兩種植物的雜交試驗，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)基因薺菜的花粉管識別擬南芥胚囊的效率大大提高。該研究是植物生殖研究領(lǐng)域的重大突破，為克服雜交育種中雜交不親和性難題提供了重要的分子生物學(xué)依據(jù)，并有望用來通過基因工程手段建立打破生殖隔離的方法，為雜交育種開辟新途徑。該成果在線發(fā)表于《自然》雜志。

[微生物]

美國疾病控制和預(yù)防中心發(fā)現(xiàn)寨卡病毒可長期存活在精液中

據(jù)中新網(wǎng)2016年2月14日報道，美國疾病控制和預(yù)防中心發(fā)布的報告稱，一名英國病人在感染寨卡病毒后27d和62d進(jìn)行的精液測試中均發(fā)現(xiàn)了病毒。這顯示，即使病人已不再出現(xiàn)寨卡病毒的癥狀，病毒仍可在其精液中長時間存活。雖然尚沒有確定精液中的寨卡病毒是否具有傳染性，但是這也說明該病毒具有通過性交傳播的長期潛力。

[動物學(xué)]

我國育成綜合性狀優(yōu)良的家蠶新品種“絲雨二號”

據(jù)2016年1月27日《中國科學(xué)報》報道，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所、江蘇科技大學(xué)和湖州市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站合作育成的家蠶新品種“絲雨二號”，日前通過了第三屆國家農(nóng)作物品種審定委員會審定，這是自恢復(fù)國家蠶品種審定制度以來首批通過審定的家蠶新品種。

“絲雨二號”是一個綜合性狀優(yōu)良的中絲量品種，具體表現(xiàn)為孵化整齊、各齡眠起齊一、體質(zhì)強(qiáng)健、食桑旺盛、發(fā)育整齊、老熟齊涌、絲質(zhì)較優(yōu)、穩(wěn)產(chǎn)和繁育性能好等特性。該品種集健康體質(zhì)和優(yōu)良繭絲質(zhì)于一體，很適宜我國黃河流域、長江流域以及云南蠶區(qū)秋季飼養(yǎng)，既能生產(chǎn)出高品位生絲，又能很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)匾?guī)?；B(yǎng)蠶模式。

[生物化學(xué)]

西安交大和中山大學(xué)發(fā)明新型線粒體探針

據(jù)2016年2月17日《中國科學(xué)報》報道，西安交大生命學(xué)院劉建康研究團(tuán)隊與化學(xué)工程學(xué)院巢暉合作，合成了新型雙光子線粒體靶向探針——新型銥配合物探針，成功實現(xiàn)對細(xì)胞和線蟲線粒體的實時動態(tài)觀察。與現(xiàn)有商用探針相比，新型銥配合物靶向探針的細(xì)胞毒性低，具有雙光子激發(fā)特性，可用于實時觀察線粒體動態(tài)變化，并已被證實在多種哺乳動物細(xì)胞以及線蟲細(xì)胞線粒體自噬與融合/分裂缺陷細(xì)胞中，均具備良好的線粒體靶向性和光學(xué)性質(zhì)，在生物成像研究方面具有良好的應(yīng)用前景。相關(guān)成果在《生物材料》發(fā)表。

[遺傳學(xué)]

中科院上海生科院多不飽和脂肪酸遺傳易感基因研究獲新發(fā)現(xiàn)

據(jù)2016年1月25日《中國科學(xué)報》報道，中科院上海生科院營養(yǎng)所林旭研究組在整合1.2萬多例人群全基因組關(guān)聯(lián)研究數(shù)據(jù)，以及建立亞洲最大的脂肪酸譜數(shù)據(jù)庫信息的基礎(chǔ)上，與西方人群聯(lián)盟CHARGE合作，開展了跨種族多不飽和脂肪酸薈萃分析研究。首次在中國人群中發(fā)現(xiàn)了與n-6多不飽和脂肪酸二十二碳四烯酸水平顯著相關(guān)的兩個新的遺傳位點，并且這兩個位點在中西方人群間存在顯著的異質(zhì)性；在中國人群中驗證了5個西方人群中曾報道過的位點，還發(fā)現(xiàn)中西方人群在脂肪酸去飽和酶1基因位點對相關(guān)多不飽和脂肪酸水平影響的效應(yīng)方面存在差異。同時，在脂肪酸延長酶2基因上發(fā)現(xiàn)了獨立于西方人群的位點。該項研究不僅為研究多不飽和脂肪酸相關(guān)的基因結(jié)構(gòu)、基因功能、相關(guān)機(jī)理和跨種族研究提供了重要線索，同時也為制定適合中國人群營養(yǎng)推薦和“精準(zhǔn)營養(yǎng)”的開展提供了分子生物學(xué)依據(jù)。相關(guān)成果在線發(fā)表于《人類分子遺傳學(xué)》雜志。

[表觀遺傳學(xué)]

我國揭示Y染色體表觀信息遺傳機(jī)制

據(jù)科學(xué)網(wǎng)2016年2月2日報道，中科院北京基因組所孫英麗課題組與上海復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院合作，對分屬12個不同單倍型的72個男性樣本進(jìn)行DNA甲基化對比分析，發(fā)現(xiàn)在遺傳過程中表觀遺傳信息與遺傳信息相輔相成：Y染色體上的DNA甲基化模式相對保守和穩(wěn)定，伴隨有DNA序列改變的甲基化改變可穩(wěn)定遺傳給后代；而不與單核苷酸多態(tài)性偶聯(lián)的、可能由其他潛在因素產(chǎn)生的甲基化改變，則很難遺傳給后代。該研究首次將人類Y染色體DNA單倍型類群模型應(yīng)用于人群表觀遺傳規(guī)律的研究中。相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)公共圖書館·綜合》上。

[生殖醫(yī)學(xué)]

復(fù)旦課題組揭開人類卵子成熟障礙之謎

據(jù)2016年1月25日《光明日報》援引報道，復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院王磊課題組綜合運用遺傳學(xué)及功能基因組學(xué)方法，利用遺傳病例、細(xì)胞、酵母、鼠及人卵進(jìn)行了基因分析研究。在國際上第一次發(fā)現(xiàn)了人類基因TUBB8的突變會導(dǎo)致卵子減數(shù)分裂阻滯；相關(guān)突變的一部分來自患者父親，另外部分為新發(fā)突變；這些突變會造成蛋白質(zhì)折疊異常，干擾細(xì)胞微管網(wǎng)絡(luò)的形成，影響酵母微管的動力學(xué)，破壞鼠及人卵子紡錘體的組裝，從而引起卵子成熟失敗。該基因的突變可在高達(dá)30%～40%的病例中被檢測到，可望為女性不孕患者的精確分子診斷、遺傳咨詢及最終的分子治療提供依據(jù)。

該研究系統(tǒng)解析了相關(guān)突變的致病機(jī)制，對女性不孕、卵子減數(shù)分裂及微管功能機(jī)制等方面的研究具有重要意義?！缎掠⒏裉m醫(yī)學(xué)雜志》發(fā)表了該研究成果。

[基因組研究]

我國繪就全球首個深紋核桃全基因組圖譜

據(jù)2016年2月3日《科技日報》報道，中科院昆明植物研究所李唯奇研究團(tuán)隊與廣州基迪奧生物科技公司合作，完成了我國首個深紋核桃全基因組測序，繪就了核桃基因組圖譜，這也是世界上首例胡桃科植物基因組圖譜。

我國現(xiàn)有核桃屬植物8種，其中的云南的深紋核桃，也叫做云南核桃，是我國西南特有的物種。研究團(tuán)隊從云南無量山國家自然保護(hù)區(qū)的原始森林中，采集了深紋核桃野生祖先種的葉片，完成了核桃的高質(zhì)量全基因組測序以及精細(xì)圖譜組裝。初步分析發(fā)現(xiàn)，核桃在其進(jìn)化歷史中，分別在5700萬年前和1200萬年前發(fā)生過兩次大規(guī)模全基因組復(fù)制事件，并預(yù)測了4215個抗性相關(guān)的基因。深紋核桃基因組精細(xì)圖譜填補(bǔ)了胡桃科基因組測序的空白，為核桃優(yōu)良品種選育、保護(hù)和推廣提供強(qiáng)有力的工具，為核桃仁產(chǎn)品的精深開發(fā)和核桃營養(yǎng)學(xué)研究提供思路，還可用以探索我國各族人民開發(fā)利用核桃自然資源的文明歷史。

我國解析首例輸入性寨卡病例病毒全基因組信息

據(jù)新華社2016年2月23日報道，中國疾病預(yù)防控制中心中國疾控中心病毒病預(yù)防控制所研究團(tuán)隊與江西省疾控中心合作，在確診首例輸入性病例后，克服了病人血清標(biāo)本病毒載量極低的困難，釆用高通量序列分析技術(shù)，成功地從病人血清樣本中直接獲得了病毒全基因組序列并進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)病毒基因全長10676個堿基，與目前在美洲的流行株高度同源。該輸入性病例病毒全基因組序列的解析，對于我國輸入性病例的溯源、病毒變異、診斷試劑及疫苗等方面的研究具有重要意義。

寨卡病毒近來引起國際社會廣泛關(guān)注。2015年5月，巴西出現(xiàn)首例寨卡病毒本地感染病例，此后寨卡病毒病疫情在美洲國家持續(xù)傳播、擴(kuò)散，目前有本地傳播病例的國家和地區(qū)已達(dá)36個，特別是在巴西等寨卡病毒病疫情高發(fā)國家還發(fā)生了小頭畸形及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的聚集性病例。