姜莹 

   

        《Nature》杂志是世界最有影响力的两种综合类学术期刊之一，该杂志在科学文献中被引用的频率高于其他任何杂志，其2012年“影响因子”（计算方法是，用被引用的次数除以所发表的论文数）为38.597，高于世界上其他任何一个综合性科学杂志。此外，《Nature》杂志被列入了世界上使用最频繁的一些图书馆数据库中，并被所有的主要索引系统所检索。《Nature》杂志发表科学和技术所有领域的论文，该杂志每星期收到论文约150篇，由于版面有限，其中能够发表的只有约20篇。 
        2013年度，我国科研团队（不含客座或兼职教授）共在《Nature》发表研究性论文27篇。研究内容涵盖纳米材料、气候学、神经生物学、环境科学、基因组、量子物理、古生物学、结构生物、农业作物等学科领域。
        本年度，来自清华大学生命科学学院的施一公院士领导的科研团队共在《Nature》上发表了3篇论文。该团队主要成员包括，施一公院士在美国普林斯顿大学任教期间指导的博士生、现清华大学医学院教授颜宁；指导的博士后、现清华大学生命科学学院教授柴继杰；以及施一公教授现重要助手清华大学生命科学学院助理教授王佳伟。
        本期报道的文章来自于：中国农业部副部长李家洋院士、南京农业大学农学院院长万建民教授、清华大学生命科学学院院长施一公院士、清华大学医学院颜宁教授、中国科学院国家天文台刘继峰研究员、中科院武汉病毒研究所石正丽研究员、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长朱敏研究员、北京生命科学研究所邵峰研究员、北京大学城市与环境学院朴世龙教授与曾辉教授、同济大学附属同济医院转化医学中心薛志刚教授。

      

薛志刚    
同济大学附属同济医院转化医学中心
同济大学医学院再生医学系博士    

 

       2006年6月毕业于中南大学医学遗传学国家重点实验室, 获博士学位, 主要从事肿瘤的基因治疗。2006年7月－2007年11月, 任中南大学医学细胞遗传学国家重点实验室讲师, 主要负责基因治疗和干细胞相关的研究工作。2007年11月－2009年4月在美国加州大学洛杉矶分校人类遗传学系从事博士后研究, 从事干细胞和表观遗传学研究和转化医学工作。2009年5月被聘为同济大学再生医学系干细胞研究中心副教授, 主要从事发育生物学、DNA甲基化在干细胞分化中的分子和细胞学机制研究以及探讨调节神经细胞功能的具体机制。2013年, 采用单细胞RNA测序技术揭示了人类和小鼠早期胚胎的遗传程序, 研究成果发表在Nature杂志上。作为课题负责人获得国家自然科学基金资助两项, 多次作为科研骨干参与国家基金委、科技部、教育部等科研项目。

 
人及其他哺乳动物胚胎着床前发育的转录调控网络

 

       哺乳动物胚胎发育起始于卵子和精子的融合。经历迁移、基因组和表观遗传时空表达调控以及受精卵/胚胎基因组活化等过程形成桑椹胚，进而形成囊胚，植入子宫壁并进一步发育成胚胎。长期以来，对早期胚胎的转录组研究受到样本细胞太少而无法定量分析的制约，从而对哺乳动物特别是人类的早期胚胎发育基因调控知之甚少。本研究利用单细胞表达谱研究的RNA-seq技术，突破了起始样本量少的瓶颈，对人胚胎早期发育各阶段全基因组RNA转录谱的系统分析，发现在胚胎发育早期各阶段中存在着父亲或母亲来源的单等位基因表达差异。同时运用加权基因共表达网络分析（WGCNA）显示胚胎早期发育各阶段中的细胞周期、基因调控、蛋白质翻译以及代谢通路的转录变化是以分步进行的方式按顺序发生，并明确了该机制在物种间保守存在，仅在发育特异性和时序上有所差异，证明了哺乳动物早期胚胎发育进化上的共性。此外，该研究还发现了驱动胚胎早期发育各阶段的关键候选基因。
        该项研究成果将在干细胞的纯化、分类及临床治疗领域产生深远的影响，文章系统的分析了哺乳动物早期胚胎全能细胞的分化过程，并得到了各细胞阶段的分子标记，这为全能细胞的挑选和临床干细胞治疗提供指导依据，特别是在一些难治性疾病，如神经细胞的损伤与治疗提供帮助。同时该研究成果也将为人类辅助生殖技术，俗称“试管婴儿”技术带来福音。虽然人类辅助生殖技术已经取得了长足的进步，但其临床应用依然面临如何提高成功率、对早期胚胎进行医学遗传学检测、降低出生缺陷等挑战。这项研究证明，单细胞RNA-seq技术能用于转录组定量分析，找到基因印迹等在基因调节区域上的遗传和/或表观遗传学改变所导致的表达缺陷，特别是该研究中发现的人类胚胎早期发育各阶段的关键候选基因将为改善人类辅助生殖技术和提高人口出生质量提供帮助。
        译文来自：Nature 500,593－597 (29 August 2013)

      

朴世龙 教授 北京大学城市与环境学院
曾 辉  教授 北京大学城市与环境学院 

 

        朴世龙，1999毕业于北京大学城市与环境学系，获得环境科学专业学士学位。2004毕业于北京大学环境学院生态学系，获得自然地理学专业博士学位。2010.8至今为北京大学生态学系教授。研究方向为全球碳循环，植被遥感，生态模型。
曾辉，研究方向：景观生态学、城市化地区人为活动的生态环境效应、城市与区域生态保护规划、区域开发及建设项目的生态影响评估、土地利用及土地覆被变化研究、大型工程项目的生态可行性论证。

    

白天和夜间温度上升对北半球植被的非对称影响      

 

        北半球陆地生态系统是在全球碳平衡中扮演着重要作用，是一个巨大的碳汇。因此，气候变化怎样影响北半球陆地生态系统碳汇功能是目前普遍关注的重大科学问题，吸引了许多生态学家、大气科学家从不同角度开展研究。早期的研究普遍认为，温度上升有利于北半球植被的生长，从而有利于提高生态系统碳汇功能。然而，这些研究并没有考虑全球变化背景下昼夜增温速率不对称对生态系统碳循环的影响。过去50年来，全球陆地夜间温度的上升速率是白天的1.4倍。朴世龙教授研究小组与来自北京大学深圳研究生院、中科院青藏所以及欧洲和美国科学家合作，利用遥感数据、大气CO2浓度观测数据、以及气象数据，并结合大气反演模型(atmospheric inverse model)，系统地研究了白天和晚上温度上升对北半球植被生产力和生态系统碳源汇功能影响及其机制。研究发现，白天温度的升高有利于大部分寒带和温带湿润地区植被生长及其生态系统碳汇功能，但并不利于温带干旱和半干旱地区植被生长。而在晚上，温度上升对植被生长的影响相反。
译文来自：Nature 501,88－92(05 September 2013）

      
邵峰  研究员
北京生命科学研究所资深研究员       

 

        1996年毕业于北京大学技术物理系应用化学专业，1999年获得中国科学院生物物理所分子生物学硕士学位，2003年毕业于美国密西根大学医学院获生物化学博士。领导的实验室的研究兴趣集中在病原细菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子机制。对于细菌感染来说，通过特殊的分泌系统向宿主细胞中注入毒素效应蛋白是病原细菌普遍采用的重要致病机制。这些效应蛋白往往以非常有效的方式作用于宿主信号转导中的关键分子，使其发生功能紊乱。效应蛋白的作用有利于细菌在宿主中的生存和进一步感染。
        邵峰的实验室研究以多种临床上常见的病原菌（Shigella, Salmonella, Enteropathogenic E. coli, Legionella以及Burkholderia）为模式，着眼于发现并揭示效应蛋白在抑制真核细胞重要信号转导通路中的一些新的、较为普遍的生物化学机制。实验室最近的研究工作在这方面取得了一系列的突破和发现。

    
肠道致病菌毒力效应蛋白NleB家族抑制死亡信号通路     

 

        通过三型分泌系统将毒力效应蛋白“注射”到真核细胞内，从而阻断或调节宿主的各种信号通路，是常见革兰氏阴性致病菌感染和致病的重要机制。邵峰实验室在此前的研究中揭示了NleE效应蛋白抑制NF-κB通路的机制是通过甲基化修饰该通路中的TAB2/3分子C端锌指结构域中的一个半胱氨酸，从而阻断TAB2/3介导的泛素链信号识别和传递（Zhang et al.,Nature 2012）。在这项关于NleB作用机制的研究中，他们首先发现NleB能有效抑制肿瘤坏死因子（TNFα）激活NF-κB炎症反应，而对IL-1β激活NF-κB没有影响。随后他们综合酵母双杂交和免疫共沉淀等生化手段，鉴定出TNF受体（TNFR1）下游的接头分子TRADD为NleB的宿主靶蛋白，并发现NleB作用于TRADD C端死亡结构域（death domain）并抑制其寡聚化。与生化结果一致的是，他们发现NleB不仅能抑制TNFα激活NF-κB炎症反应，而且也能有效阻断TNFα诱导细胞凋亡和坏死。通过一系列的质谱分析和体内外的生化实验，他们进一步揭示NleB是一种全新的糖基转移酶，对TRADD死亡结构域中235位的精氨酸进行N-乙酰葡萄糖胺化修饰，导致该结构域丧失寡聚化的活性。
        人基因组编码34个死亡结构域蛋白，其中三分之一都含有这个保守精氨酸，它们多在TNFR1、FAS和TRAIL等死亡受体通路中起重要功能。通过大量细菌感染和体外生化实验，邵峰及其同事进一步发现，NleB可以高效修饰多个在死亡受体通路中起关键作用的接头蛋白（TRADD，FADD和RIPK1），部分修饰TNFR1和FAS等死亡受体本身，但不能修饰不含有保守精氨酸的死亡结构域蛋白Myd88和IRAK1。其中对FAS的修饰位点正是在自身免疫性淋巴细胞增生综合征(ALPS)中有高频率突变的位点。他们的工作表明NleB最主要的功能实际上是通过阻断死亡结构域介导的DISC（death inducing signaling complex）复合体的形成，从而抑制TNFα，FAS ligand和TRAIL等死亡受体配体诱导宿主细胞凋亡和坏死。在小鼠感染的实验中，他们还发现NleB糖基转移酶活性的缺失导致细菌不能在肠道中有效定殖。结合此前的工作，这项研究表明对肠致病大肠杆菌来说仅仅抑制NF-κB炎症通路不足以帮助病菌实现宿主体内定殖，还需要抑制死亡受体介导的免疫防御通路。
        译文来自：Nature 501,242－246 (12 September 2013) 

   
朱敏  研究员
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长

 

        1984年毕业于南京大学地质系古生物地层专业，1990年获中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古脊椎动物学博士学位。先后在中国地质博物馆、法国巴黎自然历史博物馆、德国柏林自然博物馆和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所从事研究工作。现任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长、研究员，中国古生物学会副理事长，中国地质学会理事《古生物学报》和《古脊椎动物学报》编委。主要从事早期脊椎动物的起源、演化及相关生物地层学研究。在不断发现新化石的基础上，对古生代鱼类各大主要门类都作了深入研究。近年来，领导的课题组致力于对硬骨鱼类起源、早期演化以及四足动物起源的研究，并取得了多项进展，在英国Nature杂志上发表了5篇论文。课题组研究的4亿年前的斑鳞鱼为解开硬骨鱼类起源之谜提供了重要线索。课题组发现的中国螈是鱼石螈类化石是亚洲的首次发现，扩大了泥盆纪四足动物的古地理分布区域，将促使研究者重新审视四足动物起源、早期演化与扩散的已有假说。参与了对最早脊椎动物化石的研究。

    
兼有盾皮鱼特征及硬骨鱼颌部特征的古鱼化石      

 

        从演化的角度来看，人类属于硬骨鱼纲的一员，人类的颜面部骨骼，例如构成我们上颌的上颌骨，和构成我们下巴的下颌骨（亦称齿骨），在早期硬骨鱼那里都可以找到原型。然而，硬骨鱼的这些骨骼，尤其是上、下颌骨又是如何起源的，古生物学家一直没有找到确切的证据。
        2010年，朱敏等在云南曲靖古老的志留纪地层中发现了一件保存完好的、兼有盾皮鱼身体特征以及硬骨鱼颌部特征的古鱼化石。经研究，他们将其命名为“初始全颌鱼”。该发现填补了演化“缺失的一环”，揭开了颌骨起源的奥秘。由于全颌鱼是人类颜面部骨骼在演化史舞台上的首次同时登场，因此科学家又通俗地将这一发现称为“古鱼新脸”。
        长着上下巴，也就是颌的脊椎动物叫做有颌类，有颌类分为四大类群：盾皮鱼类、棘鱼类、软骨鱼类和硬骨鱼类。盾皮鱼、棘鱼和软骨鱼的颌主要都由软骨构成。只有硬骨鱼在口的边缘长着一系列硬骨质的颌骨，组成了一个复杂的“新颌”，被认为是人类颌骨的原型。
        全颌鱼生活在距今4.2亿年前冈瓦纳大陆北缘的近岸浅海中，活着的时候体长约20多厘米。它既具有盾皮鱼类典型的由大块骨片重叠而成的“盔甲”，又具有以前认为硬骨鱼类才有的，长在嘴巴边缘的硬质颌骨。换句话说，它在盾皮鱼的身体上长了一张硬骨鱼的嘴。这种奇特的特征组合在硬骨鱼类和盾皮鱼类之间架起了一道中间桥梁。据此推断，硬骨鱼类应该是由盾皮鱼类中的一支直接演化而来，而并没有像以前认为的那样，曾经历过棘鱼的阶段。
        英国牛津大学马特·弗里德曼和伦敦帝国学院马丁·布雷泽博士以“令人瞠目结舌的化石鱼”为题撰写评论称，“我们一直以为有颌脊椎动物的祖先像现代的鲨鱼，但新的化石将完全颠覆这种观点”。他们认为这一发现为盾皮鱼类和硬骨鱼类之间的密切亲缘关系提供了有说服力的证据，从而改变了我们对于早期有颌类演化的认识。
        译文来自：Nature 502,188－193(10 October 2013) 

   

施一公  教授
清华大学生命科学学院院长
清华大学医学院常务副院长
清华大学生命科学与医学研究院副院长

 

        世界著名结构生物学家。1967年5月生于河南驻马店。1989年毕业于清华大学生物科学与技术系。1995年获约翰·霍普金斯大学生物物理博士学位。1998年1月获聘美国普林斯顿大学分子生物学系助理教授，2001年10月获得该校终身教授，成为该系建系以来最年轻的终身教授和讲席教授。2003年3月被聘为正教授，2007年4月受聘普林斯顿大学终身讲席教授。2007年被聘为教育部长江学者讲座教授。2008年2月至今，受聘清华大学教授。2009年，入选第一批“千人计划”。2005年，当选华人生物学家协会会长。现任清华大学生命科学学院院长、医学院常务副院长、生命科学与医学研究院副院长。2013年当选为中国科学院院士。
        研究涉及细胞凋亡领域、膜蛋白结构与功能领域、蛋白降解与质量控制领域和SMAD蛋白信号转导领域。主要运用结构生物学和生物化学的手段研究肿瘤发生和细胞调亡的分子机制，集中于肿瘤抑制因子和细胞凋亡调节蛋白的结构和功能研究，与重大疾病相关膜蛋白的结构与功能的研究，细胞内生物大分子机器的结构与功能研究。

    
Lsm蛋白质复合体结合U6小核RNA 3’末端序列的晶体结构     

 

        在真核生物中，执行翻译功能的信使RNA(messenger RNA)在细胞核内的成熟需要经历一个非常复杂的剪切和拼接过程，这个过程主要是由五个小核核糖核蛋白（small nuclear ribonucleoproteins, snRNP）和一系列的辅助蛋白构成的巨大分子机器——剪切体（spliceosome）执行的。每种snRNP都由一条小核RNA（small nuclear RNA）和与之特异性结合的七元环蛋白质复合物组成。大部分的七元环复合物是Sm蛋白质七聚体，只有在U6小核核糖核蛋白中为Lsm蛋白质七聚体复合物。Lsm蛋白家族有十多个成员，在各个物种中高度保守，参与各种与RNA代谢相关的信号通路。在真核细胞中，组成U6小核核糖核蛋白的蛋白质复合物是Lsm2/3/4/5/6/7/8。它能够特异地识别U6 RNA的3’末端序列，并帮助U6 RNA与剪切体其他成员相互作用，催化RNA的剪接过程。
        在这篇研究论文中，施一公研究组通过特殊的蛋白质表达手段获得了均一性和稳定性良好的自组装Lsm蛋白质复合物，克服了传统Lsm蛋白提取方法对蛋白质造成的潜在变性危害。在此基础上，作者对蛋白质复合物和RNA片段进行了共结晶，结合结构生物学和生物化学的分析手段，揭示了Lsm2-8七聚体蛋白质复合物特异性识别U6 snRNA末端的分子机制。Lsm2-8蛋白质复合物中的四个亚基Lsm4/8/2/3分别使用两个保守的序列模式特异性地把U6 RNA 3’末端4个尿嘧啶锚定在七聚体圆环形成的中间空腔内，其中Lsm3识别最末位的尿嘧啶核苷酸。有趣的是，当这个核苷酸被截去之后，Lsm3仍可以以及其相似的识别模式锚定最后一个尿嘧啶，引起整个结合序列的后移。除与Lsm4相邻的Lsm7对RNA的结合贡献了微弱的氢键以外，其他两个亚基并没有直接参与到RNA识别中去。这一创造性的新发现首次从三维晶体结构上描述和解释了Lsm蛋白对U6 RNA的“末端识别”模式。
        译文来自：Nature doi:10.1038/nature12803 (17 November 2013) 

   

石正丽  研究员
中科院武汉病毒研究所研究员

 

        1964年生，在法国蒙彼利埃第二大学获博士学位。长期从事新发病毒的病原学研究，在我国重要的水生甲壳类动物新发病毒的分离鉴定及其感染机制以及来源于野生动物的新发病毒的分子流行病学研究方面取得了突出成绩。
        首次在多种菊头蝠体内检测到急性呼吸道综合征冠状病毒的抗体和抗原，证明蝙蝠是SARS冠状病毒的自然[/url]宿主；首次证明SARS冠状病毒和蝙蝠SARS样冠状病毒之间的细胞受体差异，提示蝙蝠SARS样冠状病毒的基因多样性为病毒跨物种感染提供了可能；首次分离鉴定了罗氏沼虾诺达病毒及其卫星病毒，证明罗氏沼虾诺达病毒是罗氏沼虾幼苗肌肉白浊症的主要病原。

    
蝙蝠为SARS冠状病毒的自然宿主     

 

        SARS冠状病毒是造成2002-2003年SARS爆发的病原，造成全球8094人感染和774人死亡的重大疫情。已有的流行病学证据和生物信息学分析显示，野生动物市场上的果子狸是SARS冠状病毒的直接来源。虽然在世界各地包括非洲、欧洲和中国的蝙蝠体内均发现与SARS病毒相似的SARS样冠状病毒，但这些病毒均不能利用人和果子狸的ACE2（即人SARS病毒受体）作为受体，不是SARS病毒的近亲。该团队分离的SARS样冠状病毒可以利用人、果子狸和中华菊头蝠ACE2作为其功能受体，并且能感染人、猪、猴以及蝙蝠的多种细胞。这些实验结果为中华菊头蝠是SARS冠状病毒的自然宿主提供了更为直接的证据。
        研究人员称，尽管蝙蝠携带多种病毒，但这些蝙蝠病毒传播到人的机会并不多。蝙蝠在自然生态中有很重要的作用，它们传播花粉，是害虫的天敌，从不主动攻击人类。保护蝙蝠等野生动物的生存环境是远离野生动物病原感染的最好方式。
        译文来自：Nature 504,168－171 (05 December 2013) 

   

刘继峰  研究员
中国科学院国家天文台

 

        先后在北京大学和美国密歇根大学分别获得理学学士、理学硕士和哲学博士学位；博士毕业后入选美国国家航空航天局爱因斯坦学者(NASA Einstein Fellow)，并在美国哈佛大学从事高能天体物理研究；2010年，刘继峰研究员被中国科学院国家天文台通过中国科学院“百人计划”(KJCX2-EW-T01)引进回国工作，并担任“银河系三维结构研究团组”首席研究员。

    

吸积到黑洞中的超亮X射线源M101 ULX-1     

 

        自上世纪90年代,特别是两颗造价分别为16亿美元和7亿欧元的钱德拉X射线空间望远镜和XMM-牛顿X射线天文卫星投入使用,天文学家陆续在遥远星系中发现了一批X射线光度极高的天体。但是国际天文和天体物理界对这类X射线极亮源的本质却一直难以定论,众说纷纭。研究的关键与难点为通过动力学方法测定系统中心黑洞的质量。成功对中心黑洞质量进行确定,不仅可以解决关于这类天体本质的争论,还可以增进人们对黑洞形成、黑洞辐射机制的理解与认知,因此一直是天文与天体物理研究的国际前沿与热点。
        对X射线极亮源系统进行动力学测量的原理为通过观测伴星光谱的移动来推断出中心黑洞的质量。但是由于这类天体距离我们十分遥远(通常为几千万光年),同时X射线照射黑洞吸积盘而产生的光污染也非常强,因此测量极其困难。目前欧美学者已多次利用世界最先进的8-10米级光学/红外望远镜进行长时间观测,但这些尝试均未获得成功。尽管技术难度大,但鉴于其科学重要性和影响深远性,中心黑洞质量的精确测量仍为学界孜孜以求的目标,并被国际同行誉为X射线极亮源研究领域的“圣杯”。
        中国科学院国家天文台的刘继峰研究员领导国际团队通过精心设计研究方案,巧妙选取有特色的天体目标,成功申请到位于美国夏威夷的8米大型双子望远镜以及10米凯克望远镜各20小时的观测时间,在三个月的时间跨度上对漩涡星系中X射线极亮源M101 ULX-1进行了研究,并确认其中心天体为一个质量与恒星可比拟的黑洞。这个黑洞双星系统位于2200万光年之外,是人类迄今发现的距离地球最遥远的黑洞双星;同时通过对该系统X射线谱的特性进行分析,刘继峰团队发现的最新观测现象难以被黑洞吸积的“经典”研究结果所解释,突破了现有理论框架的范畴。
        译文来自：Nature503,500－503 (28 November 2013) 

   
施一公 教授    
清华大学生命科学学院院长、清华大学医学院常务副院长、清华大学生命科学与医学研究院副院长
颜宁 教授
清华大学医学院       

 

        颜宁，1977年出生。2000年，毕业于清华大学生物系获学士学位。2000年至2004年，在施一公教授指导下于普林斯顿大学分子生物学系攻读博士学位。2005年至2007年，普林斯顿大学分子生物学系从事博士后研究。2007年，受聘于清华大学医学院担任教授、博导。

PPR蛋白特异识别单链RNA的分子机制

 

        PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白是广泛分布于各类生物当中一大类蛋白家族，在高等植物叶绿体和线粒体当中尤其种类丰富，比如拟南芥和玉米中各有四百多种PPR蛋白。PPR蛋白对单链RNA具有序列特异性识别模式，与RNA的转录、剪切、编辑、和稳定性等过程都密切相关，因为与包括多种农作物在内的植物细胞质雄性不育有直接联系而受到重视。在人类中，PPR蛋白在包括导致Leigh综合症在内的众多生理和病理过程中发挥重要作用。
        PPR蛋白的RNA结合模式与已知的RNA结合蛋白均不同。PPR蛋白由多个PPR重复单元组成，大多数情况下，一个经典的PPR重复单元含有35个氨基酸，每一个重复单元可以特异性地识别一个RNA碱基，近两年的生物信息学和初步生物化学研究研究显示PPR模块与RNA序列有特异的对应关系，但其识别机理及识别密码尚不明确。揭示PPR蛋白特异识别RNA碱基的分子机制对于理解PPR蛋白的工作机理以及促进PPR蛋白生物技术领域的应用具有重要意义。
        颜宁教授研究组与施一公、朱健康、王佳伟、王宏伟等课题组合作，选择源自玉米叶绿体的PPR10蛋白进行了深入的结构生物学和生物化学分析，最终获得了PPR10蛋白在未结合RNA和特异结合靶标PSAJ单链RNA两种状态下的高分辨率晶体结构。结构显示，PPR10包含19个PPR重复单元，每个PPR重复单元均为helix-loop-helix结构，多个重复单元组成两圈右手超螺旋。PPR10-PSAJ的复合体晶体结构则清晰地揭示了PPR蛋白特异性识别RNA碱基的分子机理。特异识别发生于PPR重复单元的第2、5、35位的氨基酸与相对应的RNA碱基，这一结构生物学发现为破解PPR的RNA识别密码提供了直接的依据。
        译文来自：Nature 504,168－171 (05 December 2013)  

  

万建民  教授
南京农业大学农学院院长
中国农科院作科所所长

 

        博士生导师,“长江学者奖励计划”特聘教授，中国农业科学院一级岗位杰出人才。1982年毕业于南京农业大学农学专业，1985年获南京农业大学农学硕士学位，1995年获日本京都大学遗传学博士学位，1996年进入京都大学JSPS从事博士后研究，1997年1月就职于日本农林水产省农业研究中心，先后任研究员和主任研究员。1999年3月被聘为教育部首届“长江学者奖励计划”特聘教授，2000年1月回国。在南京农业大学历任生命科学和技术学院院长，农学院院长。
        2003年7月起，任中国农科院作物科学研究所所长。现兼任中国作物学会副理事长、中国作物学会分子育种分会主任委员、中国农业生物技术学会副理事长，作物生物技术分会理事长、中国遗传学会理事、中国植物学会常务理事、国家863专家、江苏省三项工程水稻育种首席专家、江苏省品种审定委员会水稻组主任、中国农科院学术委员会委员、中国水稻所兼职研究员及学术委员会委员等职。
        主要从事水稻的基因定位、克隆和品种选育研究。重点围绕水稻品质、超高产、抗病虫、抗逆等性状，构建高密度新型分子标记图谱，开展相关新基因的精细定位、克隆和遗传转化，并进行水稻功能基因组学、蛋白质组学和生物信息学研究；建立和完善分子设计高效育种体系，与常规育种相结合，培育具有市场竞争力的优质水稻新品种。 

   
控制水稻分蘖的新激素信号转导

 

        杂交稻的推广应用被誉为第二次绿色革命，但研究表明普通籼型杂交稻单产潜力的进一步提高难度较大。籼粳亚种间强大杂种优势的有效利用，可实现水稻单产的再次飞跃。但是，籼粳交杂种普遍存在株高超亲等问题，使得籼粳亚种间杂种优势的利用受到了极大的限制。利用部分显性矮杆基因可有效解决籼粳杂种的株高偏高问题。另外，水稻分蘖（枝）和株高被认为是水稻株型的重要组成部分，同时也是杂种产量形成的决定因素，为此该课题组从水稻分蘖、部分显性矮杆、理想株型等角度开展了探索性研究。
        前人研究表明，内源激素对植物分枝（蘖）的生长发育起着至关重要的调控作用。2008年，两个小组的科研人员同时发现了调控植物分枝的第三种激素——独脚金内酯（Strigolactone），突破了植物茎分枝由生长素和细胞分裂素这两种激素调控的传统观念。大量研究表明独脚金内酯的合成很可能源于类胡萝卜素途径，但对其信号途径的研究知之甚少。
        万建民课题组利用一个部分显性水稻矮化多分蘖突变体，进行外源激素处理和内源激素测定表明，d53是一个独脚金内酯不敏感突变体。通过精细定位和图位克隆，他们获得了位于水稻第11号染色体短臂末端的D53基因，该基因编码一个新的在结构上与I类Clp ATPase类似的核蛋白。后续的功能分析发现，在独脚金内酯存在的条件下D53蛋白可与两个已知的独脚金内酯信号分子D14、D3互作，形成D53–D14–SCFD3蛋白复合体，D53蛋白被泛素化，进而特异地被蛋白酶体系统降解，从而诱导下游目标基因的表达以及独脚金内酯信号的响应。
        译文来自：Nature 504, 406－410 (19 December 2013) 

   

李家洋 院士
农业部副部长
中国农科院院长

 

        植物分子遗传学家。1982年获安徽农业大学学士学位，1984年获中科院遗传研究所硕士学位，1991年获美国布兰代斯大学博士学位，并进入美国康乃尔大学汤普逊植物研究所从事博士后研究。1994年回国工作，历任中国科学院遗传研究所所长助理、所长，遗传与发育生物学研究所所长。2004年1月任中国科学院党组成员、副院长，2011年11月任农业部党组成员、副部长，中国农业科学院院长。
        先后获“国家杰出青年基金”、中国科学院“百人计划”、国家自然科学委员会优秀团队研究基金。2004年获全球华人生物科学家大会生命科学成就奖和何梁何利生命科学奖，2005年获国家自然科学奖二等奖、发展中国家科学院讲演奖、长江学者成就二等奖，2011年获美国植物生物学家协会（American Society of Plant Biologists) 终身会员奖（Corresponding Membership Award）。2001年当选中国科学院院士，2004年当选发展中国家科学科学院院士，2011年当选美国科学院外籍院士，2012年当选德国科学院院士。
        研究方向为高等植物生长发育与代谢的分子遗传学，以粮食作物水稻和模式植物拟南芥为材料，研究植物激素（Auxin和Strigolactones）的合成途径与作用机理，着重于阐明高等植物株型形成的分子机理，并致力于水稻的分子品种设计，培育高产、优质、高抗、高效新品种。

独角金内酯信号转导分子机制

 

        分枝是决定植物株型发育的主要决定因素。在水稻、小麦等主要禾本科作物中，分枝通常被称为分蘖，是决定产量的重要农艺性状之一。分蘖的生长发育受到遗传因素的严格调控，其主要调控机制是通过植物激素信号通路协调分蘖芽的起始与伸长。长期的研究表明生长素和细胞分裂素是调控株型建成的主要激素。最近数年通过对拟南芥和水稻等模式系统的研究，鉴定了一个新的激素独角金内酯，并发现该激素通过抑制侧芽的生长在株型建成中发挥关键调控作用。
        李家洋院士通过对水稻矮化丛生系列突变体（dwarf突变体或简称为d突变体）的系统研究，发现D27基因在独角金内酯生物合成途径中的关键作用(Lin et al., Plant Cell, 2009, 21: 1512)。在解析独角金内酯信号转导分子机理研究时发现D53基因编码一个double Clp-N motif-containing P-loop nucleoside triphosphate hydrolase, 负调控独角金内酯信号转导。分子遗传学和生化研究表明D53可能与转录抑制因子TPR形成复合物，协同抑制独角金内酯信号通路下游靶基因的表达，从而抑制该信号通路。独角金内酯诱导D53泛素化并通过蛋白酶体途径降解，且这一过程依赖于独角金内酯受体D14和泛素连接酶D3。D53蛋白的降解导致去抑制化，从而激活独角金内酯信号转导，精确地调控侧芽的伸长。在d53突变体中，D53基因的显性突变（dominant mutation）使其突变蛋白不能被降解，组成型抑制独角金内酯信号通路，从而导致d53矮化丛生的表型。值得指出的是，李家洋等人发现的独角金内酯信号转导的“去抑制化激活”机制与生长素、赤霉素、茉莉酸等重要激素的信号转导激活机制类似，表明这是植物在进化过程中选择的一种主要调控模式。
        译文来自：Nature 504,401－405 (19 December 2013)