生命科學(xué)

擬南芥RNA核糖甲基化修飾研究

中國科學(xué)院生物物理研究所葉克窮課題組、北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院王玉秋博士和中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所李家洋課題組合作，系統(tǒng)檢測了模式植物擬南芥中多種RNA上的2'氧甲基化修飾譜，并對指導(dǎo)修飾的snoRNA進(jìn)行了歸屬。相關(guān)成果發(fā)表于Nucleic Acids Research。研究者在snRNA上發(fā)現(xiàn)了19個修飾位點，其中13個位點在人源snRNA也保守分布。線粒體rRNA和葉綠體rRNA上各含有5個幾乎相同的修飾位點，其中2個為新發(fā)現(xiàn)的位點，它們分布在核糖體大亞基和小亞基的結(jié)合界面。論文還分析了C/D snoRNP突變體中修飾的變化，揭示了擬南芥3種類型rRNA和snRNA上的2'氧甲基化修飾譜。

擬南芥胞質(zhì)rRNA 2'氧甲基化修飾譜（圖片來源于中國科學(xué)院生物物理研究所網(wǎng)站）

植物防止多精入卵的新機(jī)制

武漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院孫蒙祥教授課題組揭示了植物受精奧秘。相關(guān)成果發(fā)表于Nature。在受精前，ECS1和ECS2主要分布在卵細(xì)胞內(nèi)，而當(dāng)精細(xì)胞與卵細(xì)胞融合后，ECS1和ECS2則迅速分泌在卵細(xì)胞周圍，降解其附屬細(xì)胞（助細(xì)胞）分泌的花粉管吸引信號Lure，從而阻止輸送更多精子的花粉管進(jìn)入胚囊，避免受精卵再度與精子融合。文章同時揭示了卵細(xì)胞可以感知受精成功，只有在受精成功時卵細(xì)胞才會釋放ECS，阻止多余花粉管進(jìn)入，進(jìn)而明確了為什么在受精不成功情況下花粉管仍可以進(jìn)入胚囊，而受精成功后又可迅速阻止多余精細(xì)胞進(jìn)入胚囊。

油菜素內(nèi)酯在種子向幼苗發(fā)育轉(zhuǎn)型過程中抑制種子成熟程序

中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李陳龍教授課題組發(fā)現(xiàn)BR能夠抑制種子成熟程序在幼苗中的表達(dá)。相關(guān)成果發(fā)表于Plant Physiology。油菜素甾醇（Brassinosteroids，BRs）是一類植物中的類固醇激素。通過BR合成抑制劑BRZ（brassinazole）處理WT、val1-2和val2-1突變體，發(fā)現(xiàn)val1-2突變體幼苗出現(xiàn)胚性特征。種子成熟基因在BRZ處理后的val1-2突變體幼苗中大量異位表達(dá)。遺傳分析表明，在val1-2背景中敲除BR合成通路的關(guān)鍵酶DET2或BR信號通路中關(guān)鍵受體BRI1后，這兩種雙突變體幼苗中均出現(xiàn)了胚性苗的表型，且種子成熟基因大量異位表達(dá)。BR通路和VAL1途徑協(xié)同在調(diào)控種子到幼苗發(fā)育轉(zhuǎn)型中起到重要作用。

古菌與病毒互作研究進(jìn)展

山東大學(xué)微生物技術(shù)國家重點實驗室申玉龍課題組與法國巴斯德研究所古菌病毒研究中心Mart Krupovic課題組合作，研究古菌病毒與宿主的相互作用關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。論文以嗜酸熱古菌冰島硫化葉菌（Sulfolobus islandicus）REY15A和非裂解性紡錘狀病毒STSV2（Sulfolobus tengchongensis spindle-shaped virus 2）為材料，研究古菌病毒對宿主細(xì)胞分裂和細(xì)胞周期的影響，以及宿主在細(xì)胞水平上如何獲取CRISPR免疫能力。結(jié)果表明，雙尾病毒家族具備操縱宿主細(xì)胞周期以服務(wù)于病毒增殖的能力。硫化葉菌利用大細(xì)胞提供的空間獲取CRISPR-Cas免疫能力，而CRISPR-Cas系統(tǒng)是S.islandicus細(xì)胞對抗STSV2的主要防御機(jī)制。

轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物識別啟動子及動態(tài)組裝的分子機(jī)制

復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院徐彥輝課題組揭示了轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物識別啟動子及動態(tài)組裝機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Science。以人類為代表的高等生物，進(jìn)化出復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制，利用同一套基因組遺傳信息，分化出數(shù)百種不同的細(xì)胞類型，以適應(yīng)對復(fù)雜生長發(fā)育過程的需要。轉(zhuǎn)錄起始過程發(fā)生在幾萬種不同基因的高度多樣化的啟動子區(qū)。圍繞啟動子區(qū)轉(zhuǎn)錄起始過程的調(diào)控，是細(xì)胞體系內(nèi)最為核心的生命過程之一。該研究報道了包含TFIID的完整轉(zhuǎn)錄前起始復(fù)合物（PIC）結(jié)構(gòu)，揭示了PIC如何識別不同類型啟動子并完成多步組裝的完整動態(tài)過程，為后續(xù)研究基因表達(dá)調(diào)控奠定了理論基礎(chǔ)。

PIC動態(tài)組裝的模式圖（圖片來源于復(fù)旦大學(xué)網(wǎng)站）

利用納米技術(shù)克服腫瘤耐藥性的嘗試

天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院常津教授團(tuán)隊通過利用細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性時增加的細(xì)胞內(nèi)缺氧來對抗腫瘤耐藥性。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。用順鉑治療的各種癌癥幾乎都會產(chǎn)生耐藥性，而這往往是由大量的DNA修復(fù)引起的，因此迫切需要尋找出順鉑耐藥癌癥的后天漏洞。文章構(gòu)建了一種缺氧擴(kuò)增DNA修復(fù)-抑制脂質(zhì)體納米藥物（簡稱為HYDRI NM），該藥物由鉑（IV）前藥作為構(gòu)建基元，葡萄糖氧化酶（GOx）和缺氧激活的替拉帕明（TPZ）作為有效載荷配制而成。在臨床相關(guān)模型的研究中，包括患者源性類器官和患者源性異種移植瘤，HYDRI NM均能夠有效抑制順鉑耐藥腫瘤的生長。

miR-218-2調(diào)節(jié)海馬認(rèn)知功能及其機(jī)制

清華大學(xué)生命學(xué)院姚駿課題組開展miR-218-2通過C3依賴的方式調(diào)節(jié)海馬體認(rèn)知功能的研究。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。miR-218作為一個在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛表達(dá)的miRNA，被發(fā)現(xiàn)在阿爾茨海默病、精神分裂癥和抑郁癥等多種神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)精神疾病中出現(xiàn)表達(dá)異常。miR-218-2基因在小鼠海馬中通過靶基因C3調(diào)節(jié)神經(jīng)元的形態(tài)和突觸囊泡的轉(zhuǎn)運(yùn)與釋放，進(jìn)而影響神經(jīng)元的突觸可逆性和LTP的發(fā)生，最終影響小鼠的認(rèn)知功能。該研究揭示了神經(jīng)退行性疾病和神經(jīng)精神疾病可能通過共通的miR-218相關(guān)機(jī)制產(chǎn)生認(rèn)知障礙，為后續(xù)的疾病認(rèn)知缺陷的治療提供了新思路。

錳鹽（MnJ）的優(yōu)良佐劑效果及其作用機(jī)制

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院蔣爭凡等與合作者報道了一種既是免疫激活劑，又是遞送系統(tǒng)的納米錳佐劑（MnJ）。相關(guān)成果發(fā)表于Cellular & Molecular Immunology。該新佐劑既能高效激活細(xì)胞免疫并促進(jìn)體液免疫，也能激活黏膜免疫反應(yīng)并誘導(dǎo)分泌型IgA產(chǎn)生，用做黏膜免疫佐劑。錳佐劑對幾乎所測試的所有種類抗原都有效，能顯著提高滅活疫苗的效果，可以將滅活病毒的濃度減少到1/100還能達(dá)到完全保護(hù)的效果。對于易突變的病毒，免疫單聯(lián)疫苗也能達(dá)到交叉保護(hù)的效果。錳佐劑制備的腫瘤疫苗能顯著抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，并促進(jìn)瘤內(nèi)活化的NK細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的浸潤。