中科院多项成果入选中国生命科学领域十大进展
3月16日,中国科协生命科学学会联合会发布了2016年“中国生命科学领域十大进展”。中国科学院相关单位独立或合作取得的五项科学进展分别是:基于胆固醇代谢调控的肿瘤免疫治疗新方法、植物雌雄配子体识别的分子机制、精子总RNA作为记忆载体介导获得性性状的跨代遗传、转基因猴的孤独症样行为特征和种系传递、埃博拉病毒入侵机制研究。
本次评选由中国科协生命科学协会联合会的18个会员协会推荐,由生命科学领域的同行专家评审和评选,并在《科学》和《自然》等国际知名期刊上发表相关论文。这是2016年中国在该领域具有世界影响力的研究成果的集中展示。
十大发展(无特定顺序)是:
植物分支激素内酯的感知机制
植物激素调节植物的繁殖,与人类生活环境和食物安全密切相关。作为一种新的植物激素,strigolactone调节植物分枝,决定植物类型并影响作物产量。清华大学教授谢道新、饶和娄志勇发现了strigolactone的受体传感机制。这一发现为建立生物受体和配体不可逆识别的新理论奠定了重要基础,对植物类型遗传改良和杂草控制具有重要的指导作用。
线粒体呼吸链超级复合体的结构和功能
呼吸是生命中最基本的活动之一。人类线粒体呼吸链氧化磷酸化系统异常可导致多种疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化等。清华大学杨茂君研究小组先后在《自然》杂志上发表文章,报道了呼吸链超复合物的结构,为进一步了解哺乳动物呼吸链超复合物的组织形式、分子机制和细胞呼吸相关疾病的治疗提供了重要的结构基础。
早期胚胎发育中组蛋白甲基化修饰的建立和调控
在早期胚胎发育过程中,异常的组蛋白修饰会导致胚胎发育停滞。在哺乳动物植入前胚胎中建立和调控全基因组水平的组蛋白修饰是发育生物学领域亟待解决的科学问题。同济大学高绍荣教授的团队利用微细胞染色体免疫共沉淀技术首次揭示了早期胚胎中两种重要组蛋白修饰的分布特征及其对早期胚胎发育的独特调控机制,这对研究胚胎发育异常和提高辅助生殖技术的成功率具有重要意义。
基于胆固醇代谢调节的肿瘤免疫治疗新方法
t细胞介导的肿瘤免疫治疗是肿瘤治疗的重要武器,在临床上取得了巨大成功,但现有的基于信号转导调节的肿瘤免疫治疗方法仅对部分患者有效。中国科学院上海生命科学研究所生物化学与细胞生物学研究所的许、李及其合作者从代谢调控的新角度研究了T细胞肿瘤免疫应答,发现ACAT1抑制剂Avasimibe具有良好的抗肿瘤作用,可与现有临床药物PD-1抗体联合治疗。本研究开发了一种新的肿瘤免疫治疗方法。
内源性干细胞介导婴儿白内障功能性晶状体再生
中山大学中山眼科中心教授刘一智带领团队经过18年的研究发现了晶状体上皮干细胞。为了利用干细胞的再生潜能实现组织修复,设计并创造了一种新的微创白内障手术方法。自体晶状体干细胞及其再生微环境得以保存,功能性晶状体得以生长。已用于婴儿白内障的临床治疗,改善儿童视力,减少并发症。本研究不仅为白内障的治疗提供了全新的策略,而且首次实现了自体干细胞介导的实体组织和器官的再生,为干细胞的组织再生和临床应用开辟了新的方向。
活性RAG转座子的发现揭示了抗体V(D)J重组的起源
北京中医药大学徐安龙研究组以活化石文昌鱼为研究对象,发现了具有介导V(D)J重排功能的原始RAG转座子。这一发现不仅改写了免疫教科书中关于适应性免疫起源的观点,推动了近1亿年前脊椎动物向无脊椎动物的适应性免疫的起源,而且可能为今后利用重排机制设计新的免疫抗体/基因提供新的基因编辑思路和技术。
植物雌雄配子体识别的分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所的杨研究小组首次分离出拟南芥受体蛋白复合体,该复合体通过花粉管识别雌性吸引信号,揭示了信号识别和激活的分子机制。本研究通过基因工程建立了利用关键基因打破生殖隔离的方法,为克服杂交育种中的杂交不亲和性提供了重要的理论依据。
精子总核糖核酸可用作记忆载体,介导获得性性状的跨代遗传。
研究发现,父亲的某些后天特征,如饮食诱导的代谢紊乱,可以在精子中“记忆”,并通过表观遗传方式传递给下一代,这对人类健康和生殖有着深远的影响。基于父系高脂饮食小鼠模型,中国科学院动物研究所的周琦和段、上海生命科学研究院营养科学研究所的翟启伟合作团队,从精子核糖核酸的角度为后天性状的跨代遗传研究开辟了一个新的视角。精子总RNA是一种新的父亲表观遗传因子,可介导获得性代谢疾病的跨代遗传。
转基因猴的自闭症样行为特征及系统发育传递
中国科学院上海生命科学研究所神经科学研究所研究员邱子龙等通过构建携带人类孤独症基因MECP2的转基因猴模型,并对MECP2转基因猴进行分子遗传学和行为分析,发现MECP2转基因猴表现出与人类孤独症相似的刻板行为和社会障碍。本研究首次建立了携带人类孤独症基因的非人灵长类动物模型,为进一步研究孤独症病理和探索可能的治疗干预方法提供了重要依据。
埃博拉病毒入侵机制的研究
2014年至2015年爆发的埃博拉病毒在西非国家造成1万多人死亡,引起了整个人类社会的极大关注。此前,埃博拉病毒侵入宿主细胞的分子机制尚不清楚。中国科学院微生物研究所的高福团队首次分析了埃博拉病毒表面活化糖蛋白与宿主细胞内吞膜受体NPC1腔内结构域C复合物的三维结构,这是近年来国际病毒学领域的重大突破。这为应对埃博拉病毒病的流行和防控提供了重要的理论依据。
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