新浪微博
来源： 发布时间：2020-05-10
微生物学
非洲猪瘟病毒结构及装配机制
中国科学院生物物理研究所饶子和/王祥喜团队和哈尔滨兽医研究所步志高团队联合上海科技大学、清华大学、中国科学院微生物研究所、中国科学院武汉病毒研究所、南开大学等单位，合力解析非洲猪瘟病毒颗粒精细三维结构，助力新型疫苗开发。研究成果发表于Science。采用单颗粒三维重构的方法首次解析了非洲猪瘟病毒全颗粒的三维结构，阐明了非洲猪瘟病毒独有的5层（外膜、衣壳、双层内膜、核心壳层和基因组）结构特征，病毒颗粒包含3万余个蛋白亚基，组装成直径约为260纳米的球形颗粒，是目前解析近原子分辨率结构的最大病毒颗粒；提出了非洲猪瘟病毒可能的组装机制，为后续疫苗研发提供了重要线索。
纳米-超级细菌相互作用研究进展
苏州大学医学部李瑞宾研究团队与美国斯坦福大学，加州大学洛杉矶分校，泰国纳米中心的相关科研人员合作，在纳米颗粒-超级细菌相互作用方面的研究取得突破。相关成果发表于ACS nano。通过设计一种氧化石墨烯与稀土氧化镧的新型纳米复合材料（La@GO），并阐释该复合物具有细菌外多靶点侵袭（EMTI）的独特杀菌机制：与细菌膜接触后通过去磷酸化和脂质过氧化作用破坏细菌磷脂层，破坏细菌肽聚糖层。相比抗生素和银纳米粒子，该石墨烯复合物具有两个优势：①La@GO的杀菌性能不受已发现超级细菌耐药机制的影响；②在对超级细菌长期的压力处理下，La@GO不会引发细菌耐药性的进化。
钙离子通道抑制剂降低发热伴血小板减少综合征病毒致死率
中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心彭珂研究组与肖庚富研究组联合军事科学院刘玮研究团队合作，发现钙离子通道抑制剂具有显著的治疗发热伴血小板减少综合征（SFTS）的效果。研究成果发表于 Cell Research。发热伴血小板减少综合征是近年来在我国新发，并流行于韩国、日本等东亚地区的病毒性传染疾病，由一种蜱传新型布尼亚病毒（SFTSV）感染所引起。目前，尚无针对SFTSV的预防性疫苗和特异性抗病毒药物。联合团队对SFTS病人的临床大数据开展了回溯性研究，揭示了硝苯地平可以抑制患者体内SFTSV的复制，显著降低由SFTSV感染引起的病死率。
利用具有定向电子流的合成微生物组创建生物光伏
中国科学院微生物研究所李寅研究员和张延平研究员等人开发出新一代生物光伏系统，也是第一台生物光伏原型装置。研究论文发表于Nature Communications。通过在遗传、环境和装置层面的设计、改造和优化，并克服了两种微生物之间生理不相容的问题。创建的双菌生物光伏系统实现了高效、稳定的功率输出，其最大功率密度达到150mW/m 2，比目前的单菌生物光伏系统普遍提高10倍以上。采用连续流加培养方式，该双菌生物光伏系统可稳定实现长达40天以上的功率输出，且平均功率密度达到135mW/m2的较高水平，在产电时长、单装置输出功率两方面均达到了目前BPV系统的最高水平。
丝状蓝细菌中光系统I的四聚体超高分辨结构
北京大学生命科学学院赵进东院士课题组与高宁教授课题组，以及中国科学院大连化学物理研究所李国辉研究员研究组合作，利用冷冻电镜技术，解析了丝状蓝细菌中光系统I的四聚体超高分辨结构，通过分子动力学模拟，揭示了脂类在光系统I的四聚体组装过程中的重要作用，并进一步结合生化和生理实验，探索了光系统I的寡聚化在环式电子传递和类囊体膜重排过程中的重要功能。研究论文发表于Nature Plants。与高等植物和真核藻类不同，蓝细菌的光系统I存在三聚体和四聚体两种形式。其中四聚体的光系统I主要存在于可以形成异型胞的丝状蓝细菌中。
铁基纳米酶广谱抗流感病毒机制
扬州大学兽医学院教授彭大新课题组与转化医学研究院教授高利增课题组合作，发现并揭示了铁基纳米酶通过模拟酶催化反应灭活流感病毒的作用机制。研究论文发表于Theranostics。该机制简单地概括为，铁基纳米酶与流感病毒颗粒接触后，通过酶促反应高效催化病毒“防弹衣”囊膜发生脂质过氧化，氧化产物进一步瓦解镶嵌于囊膜表面的细胞侵染利器血凝素蛋白和神经氨酸酶蛋白，导致流感病毒结构和功能的破坏，使病毒入侵和复制能力丧失，最终实现灭活病毒的作用。铁基纳米酶靶向催化的核心底物为流感病毒的脂质囊膜，这种结构在多种亚型流感病毒中具有高度保守性，因此该制剂可实现广谱的抗流感病毒作用。
大肠杆菌人工膜囊泡外排系统研究
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员毕昌昊带领的代谢工程与合成生物学技术研究团队和研究员张学礼带领的微生物代谢工程研究团队合作，在大肠杆菌人工膜囊泡外排系统的建立方面取得新进展。研究论文发表于发表于ACS Synthetic Biology。在细胞膜组分合成单元与外排系统的组合方面，细胞膜组分上游合成单元AccABCD与PlsBC的共表达，可以使菌株TW-013与菌株TW-015外膜囊泡的数量增加，并且外排部分的β-胡萝卜素产量高于对照菌株；使菌株CAR015中β-胡萝卜素产量提高3.2倍；使高产菌株CAR025中β-胡萝卜素产量提高61%。
微生物基因扫描发现天然产物研究
中南大学湘雅国际转化医学联合研究院段燕文团队与合作者在微生物基因扫描发现天然产物研究中取得新进展。研究论文发表于Environmental Microbiology。酰基转移酶缺失聚酮化合物结构新颖，生物活性优异。通过对Genbank数据库HCS及相关的聚酮合酶的序列相似性和基因组相邻网络分析，建立了一类特异性HCS与酰基转移酶缺失聚酮合酶的关联关系，基于该类HCS基因，设计了特异性的探针，并从1207个菌株中发现了13株含有该类HCS基因的菌株。进一步发现了采自我国各地的18份土样中，也含有大量的该类基因。研究表明了酰基转移酶缺失聚酮合酶在自然界的广泛存在。
临床医学
婴幼儿视功能人工智能评估技术
中山大学中山眼科中心刘奕志教授和林浩添教授发现正常和视觉损伤婴幼儿的行为模式差异，并利用深度学习技术，在全球首次建立了基于行为模式的婴幼儿智能视功能评估系统，用于客观筛查婴幼儿的视功能，及时发现语言前婴幼儿的视觉损伤。相关论文发表于Nature Biomedical Engineering。该研究明确视觉损伤和行为模式的量化关系，应用时序分割网络为核心的医学人工智能算法框架，建立婴幼儿智能视功能评估系统。通过行为模式的视频记录来评估婴幼儿的视觉功能，智能评估系统在检测轻度和重度视觉损伤以及病因诊断方面都有令人满意的表现。
男女身上的菌群差异
中国科学院昆明动物研究所马占山学科组揭示了男女菌群在15个位点（包括肠道、呼吸道、口腔、皮肤等）7个方面所存在的重要差异及其机制，为研究男女在对菌群相关疾病的易感性差异等领域提出了首份参考标准。研究论文发表于Advanced Science。“菌群性别组学”的概念，就是人体菌群也有性别之分，或者叫“性二型”。该概念是MB Flak在评述JG Markle于2013年发表于Science的论文时新造出来的一个英文单词，即Microgenderome。对于这一概念的科学研究则应该是揭示菌群性别差异与免疫系统、内分泌系统、“肠-脑轴心”等重要系统相互作用的现象和机理。
海洋微生物天然药物研究进展
自然资源部第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室的杨献文研究员团队从珊瑚来源的放线菌Nesterenkonia halobia （宿主为扁脑珊瑚，采自海南琼东）中分离得到一个结构新颖的笼状聚酮类化合物nesteretal A，并揭示了其可能的生物合成途径: 即从自然界中广泛存在的2,3-丁二酮经热力学驱动的分子内羟醛缩合及三个半缩醛化反应形成。研究论文发表于 Organic Letters。进一步研究发现，nesteretal A显示出一定的RXRα转录激活作用，由于RXRα是抗肿瘤药物研究的热门靶点之一，这一发现表明该分子在抗肿瘤药物研发方面具有较好的潜在应用价值。
生殖细胞应对病毒入侵的免疫应答机制
同济大学翁志萍教授、马萨诸塞州大学医学院William E.Theurkauf教授与昆士兰大学Keith Chappell研究员等合作，通过研究KoRV入侵考拉基因组首次成功揭示了从昆虫到后生哺乳动物中普遍存在的piRNA对于逆转录病毒侵入机体的应答机制。该成果发表于Cell。“绕过剪切”是一个在进化上保守的分子特征，这个分子特征可能是生殖细胞将病毒转录本策反成正向piRNA护卫队的关键，在生殖细胞中建立序列特异性的“次级”免疫应答。通过“初级”免疫应答降低病毒的增殖速度，并通过“次级”免疫应答中和病毒的毒性，宿体有效地抑制病毒的入侵，并维持基因组的稳定性。
可编程肿瘤基因治疗药物研究进展
清华大学北京信息科学与技术国家研究中心研究员谢震课题组使用合成基因线路编程用于癌症免疫疗法的溶瘤腺病毒。研究论文发表于Nature Communications。该研究通过逻辑运算判断是否为肝癌细胞，调控溶瘤腺病毒在肿瘤细胞中选择性复制，从而特异性杀伤肿瘤细胞，提高了溶瘤病毒靶向肿瘤的安全性。此外，将不同免疫效应因子基因克隆到腺病毒载体中，在裂解肿瘤细胞的同时，表达释放免疫因子，提高杀伤性T细胞在肿瘤部位富集，增强抗肿瘤免疫反应。最后，通过仿真计算模型分析了影响溶瘤病毒与免疫效应因子联用治疗效果的关键因素，为提高溶瘤病毒联合治疗的有效性提供了思路和参考。
过敏性哮喘的自体免疫细胞治疗新策略
首都医科大学附属北京友谊医院张栋教授团队发现，输注体外转化的过敏原刺激的双阴性T细胞可通过Lag3介导的特异性抗原识别缓解小鼠过敏性哮喘。相关成果发表于Nature Communications。体外扩增转化的CD4-CD8-双阴性T细胞（DNT细胞）具有过敏原特异性的识别和免疫抑制作用，静脉注射的DNT细胞可以定向迁移到小鼠肺组织，抑制肺脏局部过敏原诱发的树突状细胞和滤泡辅助性T淋巴细胞，从而产生对哮喘的特异性治疗保护作用。DNT细胞的Lag3可辅助识别MHC-II抗原，并有助于树突状细胞向DNT细胞进行膜信息转移（Trogocytosis），解释了DNT细胞抗原特异性识别的内在机制。
肠道共生病毒维持肠道黏膜免疫稳态的作用和机制
中国科学技术大学基础医学院、中科院天然免疫与慢性疾病重点实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心周荣斌、江维、朱书教授课题组合作，发现肠道内的共生病毒对维持肠道免疫稳态发挥重要作用，并揭示了其发挥作用的细胞和分子机制。研究成果发表于Nature Immunology。人体肠道、肺部、皮肤等组织存在大量的共生微生物，包括细菌、病毒和真菌等。近年来大量的研究表明，这些共生微生物已经成为人体的一部分，在许多正常生理功能和几乎所有疾病的发生中发挥重要作用。该研究揭示了肠道共生病毒在肠道免疫稳态维持中的作用，并阐明了机制，提示肠道共生病毒失衡可能在肠炎、肠癌等疾病中发挥重要作用。
骨再生新方案研究
北京大学第三医院运动医学研究所余家阔教授团队开展了“用于原位骨再生的纳米硅-胶原仿生支架：向无细胞、一步式植入手术迈进”的研究。研究成果发表于Advanced Materials。通过对猪脱钙松质骨（DCB）胶原支架进行简便易行的表面硅化修饰处理，获得了具有稳健骨诱导活性的纳米硅-胶原（nSC）支架。这种稳健、有效、简单的支架表面修饰方法能仿生天然骨的生物化学成分和生物物理结构，从而再造新骨再生过程中的细胞外基质（ECM）微环境，使其有利于招募宿主MSC进行原位骨修复。这种修饰方法在治疗巨大骨缺损中具有良好的临床转化前景。
农林植物
亚热带森林群落生物多样性维持机制研究
中国科学院植物研究所马克平研究团队与微生物研究所等单位合作，结合林下幼苗长期动态监测数据、高通量测序技术和邻居效应模型，揭示了不同功能型土壤真菌驱动亚热带森林群落多样性的作用模式，破译了亚热带森林生物多样性维持“密码”，提出了基于外生菌根真菌与病原真菌互作过程影响植物生存的物种共存新模式。研究成果发表于Science。植物累积病原真菌和外生菌根真菌的速度与同种植物幼苗密度制约强度密切相关：受同种密度制约限制较大的物种更容易累积病原真菌，而能够较快累积外生菌根真菌的植物物种不易受到同种密度制约的限制。
细胞核自噬介导的病毒蛋白降解机制
中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队李方方研究员等人发现了植物中的一种新型细胞核自噬能够降解病毒蛋白，进而抑制病毒的复制和侵染的机制。研究成果发表于New Phytologist。云南番茄曲叶病毒的核蛋白C1（病毒复制必须蛋白）能够诱导细胞自噬，并直接与核心自噬相关蛋白ATG8h相互作用。ATG8h与C1的相互作用导致了C1蛋白从细胞核向细胞质转移和C1蛋白积累的减少，而转移过程依赖于exportin1（XPO1）介导的核输出途径。C1的降解能够被自噬抑制剂阻断，当自噬相关基因(ATGs) ATG8h、ATG5或ATG7被敲低时，C1的降解受到阻碍。
农杆菌关闭致病基因研究进展
华南农业大学张炼辉教授课题组揭示了一种全新的病原菌-宿主相互作用的分子机理，为控制植物冠瘿病和提高植物转基因效率提供了新思路。研究成果发表于PNAS（《美国科学院院刊》）。农杆菌成功侵染植物伤口后，可利用植物伤口修复时所产生的高浓度蔗糖诱导农杆菌表达产生一种特异性水解酶SghA，该酶的表达促使植物释放出体内原来处于络合状态的水杨酸。作为植物激素，水杨酸同时也是一种重要的响应逆境的信号分子，诱导宿主产生免疫反应。农杆菌则巧妙地利用其作为外源信号，及时关闭其致病基因的表达，从而降低病原菌细胞的能源消耗, 以保证其在侵染成功后的生存繁殖。
植物硝酸盐和铵盐的区别贡献研究进展
中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室研究员吴沿友课题组，在利用双向稳定碳同位素示踪技术量化植物（包括微藻）的无机碳利用的基础上，通过双向稳定氮同位素示踪技术成功量化了植物对硝态氮和铵态氮的利用份额。相关论文发表于Plant Methods。论文利用双向稳定氮同位素示踪技术研究两种组培苗对硝态氮和铵态氮的利用份额。在硝态氮和铵态氮组成的混合氮源浓度最低时，喀斯特适生植物诸葛菜组培苗对硝态氮的利用份额明显高于喀斯特非适生植物甘蓝型油菜组培苗。随着混合氮源浓度的增加，两种组培苗对硝态氮和铵态氮的利用份额并不是线性增加。
植物细胞全能性和再生
中国科学院分子植物科学卓越创新中心许智宏院士、徐麟研究员、王佳伟研究员，联合山东农业大学张宪省教授、苏 英华教授，及中国科学院植物研究所胡玉欣研究员联合撰写了植物细胞全能性和再生的综述论文。相关论文发表于《中国科 学—生命科学》。论文从植物细胞全能性的发现和基本概念、我国在植物细胞全能性和细胞培养领域的历史贡献、改革开放 后我国植物组织和细胞培养领域的发展历程以及植物再生现象的机制和应用4个方面回顾了新中国成立70年以来我国在植物组 织培养和细胞全能性领域的研究成果和发展历程。通过总结国内外最新的研究进展提出了本领域亟须回答的重要科学问题以 及学科将来的发展方向。
锈菌富含甘氨酸和丝氨酸效应子调控小麦免疫新机制
西北农林科技大学植物保护学院郭军教授和康振生院士等率先在锈菌中发现结合寄主转录因子并干扰其核定位的富含甘 氨酸/丝氨酸效应子，这对其他活体营养寄生真菌的致病机理研究具有重要借鉴作用。研究成果发表于Molecular Plant。分析 发现，富含甘氨酸和丝氨酸保守基序的效应蛋白PstGSRE1能够抑制寄主活性氧（ROS）积累，为病菌重要的致病因子；明确小 麦锌指结构转录因子TaLOL2为其靶标蛋白；瞬时沉默及过表达分析表明，TaLOL2能够促进小麦ROS的积累，为小麦抗条锈病 的正向调控因子；并进一步发现，PstGSRE1通过干扰并阻止TaLOL2进核，从而抑制寄主免疫反应而利于病菌的侵染。
生长素信号调控根尖干细胞稳态的新机制
山东大学生命科学学院丁兆军教授团队揭示了生长素信号调控根尖干细胞稳态的新机制。研究系列成果发表于The EMBO Journal。IAA33能够负调控生长素的响应，并且参与根尖干细胞稳态的维持。IAA33介导生长素信号调控根尖干细胞稳态的分 子机制。生长素通过MPK14磷酸化调控IAA33蛋白的稳定性。同时，IAA33通过与IAA5竞争互作ARF10/16进而释放ARF10/16 的转录活性，从而参与调控根尖干细胞的维持。论文揭示了非经典A U X/I A A介导生长素信号调控根尖干细胞稳态的分子机 制，为进一步完善生长素调控根尖干细胞调控网络提供了理论依据。
菟丝子转运可移动信号提高寄主耐盐性的研究进展
中国科学院昆明植物研究所吴建强研究团队研究了菟丝子在寄主间转运盐胁迫诱导的系统性信号对寄主耐盐性的影响。 研究成果发表于Journal of Experimental Botany。菟丝子传导的抗盐系统性信号使接收到此信号的寄主与受到盐胁迫的寄主具 有了相似的转录水平，而且接收到盐胁迫信号的寄主还表现出更高的脯氨酸含量和光合速率等，表明了盐胁迫诱导的系统性 信号通过菟丝子转运并对寄主产生了“p r i m i n g”。进一步对接收到盐胁迫信号的寄主进行了长期的盐胁迫处理，结果表明了 接收到盐胁迫信号的寄主比未接收到盐胁迫信号的寄主表现出了更好的耐盐性。
非洲猪瘟病毒结构及装配机制
中国科学院生物物理研究所饶子和/王祥喜团队和哈尔滨兽医研究所步志高团队联合上海科技大学、清华大学、中国科学院微生物研究所、中国科学院武汉病毒研究所、南开大学等单位，合力解析非洲猪瘟病毒颗粒精细三维结构，助力新型疫苗开发。研究成果发表于Science。采用单颗粒三维重构的方法首次解析了非洲猪瘟病毒全颗粒的三维结构，阐明了非洲猪瘟病毒独有的5层（外膜、衣壳、双层内膜、核心壳层和基因组）结构特征，病毒颗粒包含3万余个蛋白亚基，组装成直径约为260纳米的球形颗粒，是目前解析近原子分辨率结构的最大病毒颗粒；提出了非洲猪瘟病毒可能的组装机制，为后续疫苗研发提供了重要线索。
纳米-超级细菌相互作用研究进展
苏州大学医学部李瑞宾研究团队与美国斯坦福大学，加州大学洛杉矶分校，泰国纳米中心的相关科研人员合作，在纳米颗粒-超级细菌相互作用方面的研究取得突破。相关成果发表于ACS nano。通过设计一种氧化石墨烯与稀土氧化镧的新型纳米复合材料（La@GO），并阐释该复合物具有细菌外多靶点侵袭（EMTI）的独特杀菌机制：与细菌膜接触后通过去磷酸化和脂质过氧化作用破坏细菌磷脂层，破坏细菌肽聚糖层。相比抗生素和银纳米粒子，该石墨烯复合物具有两个优势：①La@GO的杀菌性能不受已发现超级细菌耐药机制的影响；②在对超级细菌长期的压力处理下，La@GO不会引发细菌耐药性的进化。
钙离子通道抑制剂降低发热伴血小板减少综合征病毒致死率
中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心彭珂研究组与肖庚富研究组联合军事科学院刘玮研究团队合作，发现钙离子通道抑制剂具有显著的治疗发热伴血小板减少综合征（SFTS）的效果。研究成果发表于 Cell Research。发热伴血小板减少综合征是近年来在我国新发，并流行于韩国、日本等东亚地区的病毒性传染疾病，由一种蜱传新型布尼亚病毒（SFTSV）感染所引起。目前，尚无针对SFTSV的预防性疫苗和特异性抗病毒药物。联合团队对SFTS病人的临床大数据开展了回溯性研究，揭示了硝苯地平可以抑制患者体内SFTSV的复制，显著降低由SFTSV感染引起的病死率。
利用具有定向电子流的合成微生物组创建生物光伏
中国科学院微生物研究所李寅研究员和张延平研究员等人开发出新一代生物光伏系统，也是第一台生物光伏原型装置。研究论文发表于Nature Communications。通过在遗传、环境和装置层面的设计、改造和优化，并克服了两种微生物之间生理不相容的问题。创建的双菌生物光伏系统实现了高效、稳定的功率输出，其最大功率密度达到150mW/m 2，比目前的单菌生物光伏系统普遍提高10倍以上。采用连续流加培养方式，该双菌生物光伏系统可稳定实现长达40天以上的功率输出，且平均功率密度达到135mW/m2的较高水平，在产电时长、单装置输出功率两方面均达到了目前BPV系统的最高水平。
丝状蓝细菌中光系统I的四聚体超高分辨结构
北京大学生命科学学院赵进东院士课题组与高宁教授课题组，以及中国科学院大连化学物理研究所李国辉研究员研究组合作，利用冷冻电镜技术，解析了丝状蓝细菌中光系统I的四聚体超高分辨结构，通过分子动力学模拟，揭示了脂类在光系统I的四聚体组装过程中的重要作用，并进一步结合生化和生理实验，探索了光系统I的寡聚化在环式电子传递和类囊体膜重排过程中的重要功能。研究论文发表于Nature Plants。与高等植物和真核藻类不同，蓝细菌的光系统I存在三聚体和四聚体两种形式。其中四聚体的光系统I主要存在于可以形成异型胞的丝状蓝细菌中。
铁基纳米酶广谱抗流感病毒机制
扬州大学兽医学院教授彭大新课题组与转化医学研究院教授高利增课题组合作，发现并揭示了铁基纳米酶通过模拟酶催化反应灭活流感病毒的作用机制。研究论文发表于Theranostics。该机制简单地概括为，铁基纳米酶与流感病毒颗粒接触后，通过酶促反应高效催化病毒“防弹衣”囊膜发生脂质过氧化，氧化产物进一步瓦解镶嵌于囊膜表面的细胞侵染利器血凝素蛋白和神经氨酸酶蛋白，导致流感病毒结构和功能的破坏，使病毒入侵和复制能力丧失，最终实现灭活病毒的作用。铁基纳米酶靶向催化的核心底物为流感病毒的脂质囊膜，这种结构在多种亚型流感病毒中具有高度保守性，因此该制剂可实现广谱的抗流感病毒作用。
大肠杆菌人工膜囊泡外排系统研究
中国科学院天津工业生物技术研究所研究员毕昌昊带领的代谢工程与合成生物学技术研究团队和研究员张学礼带领的微生物代谢工程研究团队合作，在大肠杆菌人工膜囊泡外排系统的建立方面取得新进展。研究论文发表于发表于ACS Synthetic Biology。在细胞膜组分合成单元与外排系统的组合方面，细胞膜组分上游合成单元AccABCD与PlsBC的共表达，可以使菌株TW-013与菌株TW-015外膜囊泡的数量增加，并且外排部分的β-胡萝卜素产量高于对照菌株；使菌株CAR015中β-胡萝卜素产量提高3.2倍；使高产菌株CAR025中β-胡萝卜素产量提高61%。
微生物基因扫描发现天然产物研究
中南大学湘雅国际转化医学联合研究院段燕文团队与合作者在微生物基因扫描发现天然产物研究中取得新进展。研究论文发表于Environmental Microbiology。酰基转移酶缺失聚酮化合物结构新颖，生物活性优异。通过对Genbank数据库HCS及相关的聚酮合酶的序列相似性和基因组相邻网络分析，建立了一类特异性HCS与酰基转移酶缺失聚酮合酶的关联关系，基于该类HCS基因，设计了特异性的探针，并从1207个菌株中发现了13株含有该类HCS基因的菌株。进一步发现了采自我国各地的18份土样中，也含有大量的该类基因。研究表明了酰基转移酶缺失聚酮合酶在自然界的广泛存在。
临床医学
婴幼儿视功能人工智能评估技术
中山大学中山眼科中心刘奕志教授和林浩添教授发现正常和视觉损伤婴幼儿的行为模式差异，并利用深度学习技术，在全球首次建立了基于行为模式的婴幼儿智能视功能评估系统，用于客观筛查婴幼儿的视功能，及时发现语言前婴幼儿的视觉损伤。相关论文发表于Nature Biomedical Engineering。该研究明确视觉损伤和行为模式的量化关系，应用时序分割网络为核心的医学人工智能算法框架，建立婴幼儿智能视功能评估系统。通过行为模式的视频记录来评估婴幼儿的视觉功能，智能评估系统在检测轻度和重度视觉损伤以及病因诊断方面都有令人满意的表现。
男女身上的菌群差异
中国科学院昆明动物研究所马占山学科组揭示了男女菌群在15个位点（包括肠道、呼吸道、口腔、皮肤等）7个方面所存在的重要差异及其机制，为研究男女在对菌群相关疾病的易感性差异等领域提出了首份参考标准。研究论文发表于Advanced Science。“菌群性别组学”的概念，就是人体菌群也有性别之分，或者叫“性二型”。该概念是MB Flak在评述JG Markle于2013年发表于Science的论文时新造出来的一个英文单词，即Microgenderome。对于这一概念的科学研究则应该是揭示菌群性别差异与免疫系统、内分泌系统、“肠-脑轴心”等重要系统相互作用的现象和机理。
海洋微生物天然药物研究进展
自然资源部第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室的杨献文研究员团队从珊瑚来源的放线菌Nesterenkonia halobia （宿主为扁脑珊瑚，采自海南琼东）中分离得到一个结构新颖的笼状聚酮类化合物nesteretal A，并揭示了其可能的生物合成途径: 即从自然界中广泛存在的2,3-丁二酮经热力学驱动的分子内羟醛缩合及三个半缩醛化反应形成。研究论文发表于 Organic Letters。进一步研究发现，nesteretal A显示出一定的RXRα转录激活作用，由于RXRα是抗肿瘤药物研究的热门靶点之一，这一发现表明该分子在抗肿瘤药物研发方面具有较好的潜在应用价值。
生殖细胞应对病毒入侵的免疫应答机制
同济大学翁志萍教授、马萨诸塞州大学医学院William E.Theurkauf教授与昆士兰大学Keith Chappell研究员等合作，通过研究KoRV入侵考拉基因组首次成功揭示了从昆虫到后生哺乳动物中普遍存在的piRNA对于逆转录病毒侵入机体的应答机制。该成果发表于Cell。“绕过剪切”是一个在进化上保守的分子特征，这个分子特征可能是生殖细胞将病毒转录本策反成正向piRNA护卫队的关键，在生殖细胞中建立序列特异性的“次级”免疫应答。通过“初级”免疫应答降低病毒的增殖速度，并通过“次级”免疫应答中和病毒的毒性，宿体有效地抑制病毒的入侵，并维持基因组的稳定性。
可编程肿瘤基因治疗药物研究进展
清华大学北京信息科学与技术国家研究中心研究员谢震课题组使用合成基因线路编程用于癌症免疫疗法的溶瘤腺病毒。研究论文发表于Nature Communications。该研究通过逻辑运算判断是否为肝癌细胞，调控溶瘤腺病毒在肿瘤细胞中选择性复制，从而特异性杀伤肿瘤细胞，提高了溶瘤病毒靶向肿瘤的安全性。此外，将不同免疫效应因子基因克隆到腺病毒载体中，在裂解肿瘤细胞的同时，表达释放免疫因子，提高杀伤性T细胞在肿瘤部位富集，增强抗肿瘤免疫反应。最后，通过仿真计算模型分析了影响溶瘤病毒与免疫效应因子联用治疗效果的关键因素，为提高溶瘤病毒联合治疗的有效性提供了思路和参考。
过敏性哮喘的自体免疫细胞治疗新策略
首都医科大学附属北京友谊医院张栋教授团队发现，输注体外转化的过敏原刺激的双阴性T细胞可通过Lag3介导的特异性抗原识别缓解小鼠过敏性哮喘。相关成果发表于Nature Communications。体外扩增转化的CD4-CD8-双阴性T细胞（DNT细胞）具有过敏原特异性的识别和免疫抑制作用，静脉注射的DNT细胞可以定向迁移到小鼠肺组织，抑制肺脏局部过敏原诱发的树突状细胞和滤泡辅助性T淋巴细胞，从而产生对哮喘的特异性治疗保护作用。DNT细胞的Lag3可辅助识别MHC-II抗原，并有助于树突状细胞向DNT细胞进行膜信息转移（Trogocytosis），解释了DNT细胞抗原特异性识别的内在机制。
肠道共生病毒维持肠道黏膜免疫稳态的作用和机制
中国科学技术大学基础医学院、中科院天然免疫与慢性疾病重点实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心周荣斌、江维、朱书教授课题组合作，发现肠道内的共生病毒对维持肠道免疫稳态发挥重要作用，并揭示了其发挥作用的细胞和分子机制。研究成果发表于Nature Immunology。人体肠道、肺部、皮肤等组织存在大量的共生微生物，包括细菌、病毒和真菌等。近年来大量的研究表明，这些共生微生物已经成为人体的一部分，在许多正常生理功能和几乎所有疾病的发生中发挥重要作用。该研究揭示了肠道共生病毒在肠道免疫稳态维持中的作用，并阐明了机制，提示肠道共生病毒失衡可能在肠炎、肠癌等疾病中发挥重要作用。
骨再生新方案研究
北京大学第三医院运动医学研究所余家阔教授团队开展了“用于原位骨再生的纳米硅-胶原仿生支架：向无细胞、一步式植入手术迈进”的研究。研究成果发表于Advanced Materials。通过对猪脱钙松质骨（DCB）胶原支架进行简便易行的表面硅化修饰处理，获得了具有稳健骨诱导活性的纳米硅-胶原（nSC）支架。这种稳健、有效、简单的支架表面修饰方法能仿生天然骨的生物化学成分和生物物理结构，从而再造新骨再生过程中的细胞外基质（ECM）微环境，使其有利于招募宿主MSC进行原位骨修复。这种修饰方法在治疗巨大骨缺损中具有良好的临床转化前景。
农林植物
亚热带森林群落生物多样性维持机制研究
中国科学院植物研究所马克平研究团队与微生物研究所等单位合作，结合林下幼苗长期动态监测数据、高通量测序技术和邻居效应模型，揭示了不同功能型土壤真菌驱动亚热带森林群落多样性的作用模式，破译了亚热带森林生物多样性维持“密码”，提出了基于外生菌根真菌与病原真菌互作过程影响植物生存的物种共存新模式。研究成果发表于Science。植物累积病原真菌和外生菌根真菌的速度与同种植物幼苗密度制约强度密切相关：受同种密度制约限制较大的物种更容易累积病原真菌，而能够较快累积外生菌根真菌的植物物种不易受到同种密度制约的限制。
细胞核自噬介导的病毒蛋白降解机制
中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队李方方研究员等人发现了植物中的一种新型细胞核自噬能够降解病毒蛋白，进而抑制病毒的复制和侵染的机制。研究成果发表于New Phytologist。云南番茄曲叶病毒的核蛋白C1（病毒复制必须蛋白）能够诱导细胞自噬，并直接与核心自噬相关蛋白ATG8h相互作用。ATG8h与C1的相互作用导致了C1蛋白从细胞核向细胞质转移和C1蛋白积累的减少，而转移过程依赖于exportin1（XPO1）介导的核输出途径。C1的降解能够被自噬抑制剂阻断，当自噬相关基因(ATGs) ATG8h、ATG5或ATG7被敲低时，C1的降解受到阻碍。
农杆菌关闭致病基因研究进展
华南农业大学张炼辉教授课题组揭示了一种全新的病原菌-宿主相互作用的分子机理，为控制植物冠瘿病和提高植物转基因效率提供了新思路。研究成果发表于PNAS（《美国科学院院刊》）。农杆菌成功侵染植物伤口后，可利用植物伤口修复时所产生的高浓度蔗糖诱导农杆菌表达产生一种特异性水解酶SghA，该酶的表达促使植物释放出体内原来处于络合状态的水杨酸。作为植物激素，水杨酸同时也是一种重要的响应逆境的信号分子，诱导宿主产生免疫反应。农杆菌则巧妙地利用其作为外源信号，及时关闭其致病基因的表达，从而降低病原菌细胞的能源消耗, 以保证其在侵染成功后的生存繁殖。
植物硝酸盐和铵盐的区别贡献研究进展
中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室研究员吴沿友课题组，在利用双向稳定碳同位素示踪技术量化植物（包括微藻）的无机碳利用的基础上，通过双向稳定氮同位素示踪技术成功量化了植物对硝态氮和铵态氮的利用份额。相关论文发表于Plant Methods。论文利用双向稳定氮同位素示踪技术研究两种组培苗对硝态氮和铵态氮的利用份额。在硝态氮和铵态氮组成的混合氮源浓度最低时，喀斯特适生植物诸葛菜组培苗对硝态氮的利用份额明显高于喀斯特非适生植物甘蓝型油菜组培苗。随着混合氮源浓度的增加，两种组培苗对硝态氮和铵态氮的利用份额并不是线性增加。
植物细胞全能性和再生
中国科学院分子植物科学卓越创新中心许智宏院士、徐麟研究员、王佳伟研究员，联合山东农业大学张宪省教授、苏 英华教授，及中国科学院植物研究所胡玉欣研究员联合撰写了植物细胞全能性和再生的综述论文。相关论文发表于《中国科 学—生命科学》。论文从植物细胞全能性的发现和基本概念、我国在植物细胞全能性和细胞培养领域的历史贡献、改革开放 后我国植物组织和细胞培养领域的发展历程以及植物再生现象的机制和应用4个方面回顾了新中国成立70年以来我国在植物组 织培养和细胞全能性领域的研究成果和发展历程。通过总结国内外最新的研究进展提出了本领域亟须回答的重要科学问题以 及学科将来的发展方向。
锈菌富含甘氨酸和丝氨酸效应子调控小麦免疫新机制
西北农林科技大学植物保护学院郭军教授和康振生院士等率先在锈菌中发现结合寄主转录因子并干扰其核定位的富含甘 氨酸/丝氨酸效应子，这对其他活体营养寄生真菌的致病机理研究具有重要借鉴作用。研究成果发表于Molecular Plant。分析 发现，富含甘氨酸和丝氨酸保守基序的效应蛋白PstGSRE1能够抑制寄主活性氧（ROS）积累，为病菌重要的致病因子；明确小 麦锌指结构转录因子TaLOL2为其靶标蛋白；瞬时沉默及过表达分析表明，TaLOL2能够促进小麦ROS的积累，为小麦抗条锈病 的正向调控因子；并进一步发现，PstGSRE1通过干扰并阻止TaLOL2进核，从而抑制寄主免疫反应而利于病菌的侵染。
生长素信号调控根尖干细胞稳态的新机制
山东大学生命科学学院丁兆军教授团队揭示了生长素信号调控根尖干细胞稳态的新机制。研究系列成果发表于The EMBO Journal。IAA33能够负调控生长素的响应，并且参与根尖干细胞稳态的维持。IAA33介导生长素信号调控根尖干细胞稳态的分 子机制。生长素通过MPK14磷酸化调控IAA33蛋白的稳定性。同时，IAA33通过与IAA5竞争互作ARF10/16进而释放ARF10/16 的转录活性，从而参与调控根尖干细胞的维持。论文揭示了非经典A U X/I A A介导生长素信号调控根尖干细胞稳态的分子机 制，为进一步完善生长素调控根尖干细胞调控网络提供了理论依据。
菟丝子转运可移动信号提高寄主耐盐性的研究进展
中国科学院昆明植物研究所吴建强研究团队研究了菟丝子在寄主间转运盐胁迫诱导的系统性信号对寄主耐盐性的影响。 研究成果发表于Journal of Experimental Botany。菟丝子传导的抗盐系统性信号使接收到此信号的寄主与受到盐胁迫的寄主具 有了相似的转录水平，而且接收到盐胁迫信号的寄主还表现出更高的脯氨酸含量和光合速率等，表明了盐胁迫诱导的系统性 信号通过菟丝子转运并对寄主产生了“p r i m i n g”。进一步对接收到盐胁迫信号的寄主进行了长期的盐胁迫处理，结果表明了 接收到盐胁迫信号的寄主比未接收到盐胁迫信号的寄主表现出了更好的耐盐性。
分享到：
