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年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

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摘要:时间总是过得很快,2016年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2017年,2016年,我国有很多优秀科研机构的科学家们都做出了意义重大、影响深远的研究成果,发表在国际顶级期刊上。本文中小编盘点了2016年我国科学家发表的一些重磅级研究,以饕读者。----------结构生物学----------1.清华大学 施一公团队三小核核糖核蛋白复合物3.8埃的结构:对剪接体组装及催化的理解Science2

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

时间总是过得很快,2016年马上就要过去了,迎接我们的将是崭新的2017年,2016年,我国有很多优秀科研机构的科学家们都做出了意义重大、影响深远的研究成果,发表在国际顶级期刊上。本文中小编盘点了2016年我国科学家发表的一些重磅级研究,以饕读者。

----------结构生物学----------

1.清华大学 施一公团队

三小核核糖核蛋白复合物3.8埃的结构:对剪接体组装及催化的理解

Science

2016年1月29日,清华大学生命学院施一公教授研究组在《Science》杂志就剪接体的结构与机理研究再发长文,题为《U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白复合物3.8埃的结构:对剪接体组装及催化的理解》(The 3.8 A Structure of the U4/U6.U5 tri-snRNP: Insights into Spliceosome Assembly and Catalysis),报道了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)剪接体组装过程中的一个关键复合物U4/U6.U5 tri-snRNP高达3.8埃分辨率的冷冻电镜结构,并在此基础上分析了剪接体的组装机制,为进一步理解剪接体的激活及前体信使RNA(pre-mRNA)剪接反应的催化机制提供了重要分子基础。该结构与2015年8月施一公研究组报道的分辨率为3.6埃的裂殖酵母(Schizosaccharomycs pombe)剪接体结构的对比揭示了剪接体在pre-mRNA剪接反应过程中作为核酶(ribozyme)的催化本质,是RNA剪接研究领域的又一重大进展。

在该文中,施一公团队探索并优化了蛋白提纯方案,获得了性质良好的酿酒酵母U4/U6.U5 tri-snRNP复合物的蛋白样品,并利用单颗粒冷冻电镜技术重构出了总体分辨率为3.8埃的三维结构,核心区域分辨率更是高达3.0-3.5埃,从而首次将该复合物分辨率推进至近原子分辨率,并搭建了该复合物的原子模型。

 

2.生命科学联合中心 施一公团队

进一步阐明了真核细胞剪接体复合物的详细作用机制

Science

http://news.bioon.com/article/6689018.html

2015年,中国科学院院士施一公教授领导的团队在《科学》杂志上“背靠背”刊登两篇重磅论文,首次获取了真核细胞剪接体复合物的高分辨率三维结构,并详细阐述了剪接体对前体mRNA进行剪接的基本作用机理。而在2016年8月28日出版的《科学》杂志上,施一公教授的课题组再次发表两篇关于剪接体的重量级论文,进一步阐明了这一关键复合体的详细作用机制。

前体mRNA剪接这一最为基本生命过程的重要性不言而喻。然而,我们对它的了解却受限于剪接体高度复杂和动态的结构。组成剪接体个别蛋白的结构可以通过X射线晶体衍射手段去解析,而当要研究剪接体的整体结构时则需用到单颗粒冷冻电子显微技术。最近,清华大学施一公教授的课题组在这一领域再度取得重大突破。他们首次以3.5埃和3.4埃的高分辨率分别解析了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Bact和C剪接体的整体结构。上述研究成果以两篇论文的形式于8月28日发表在《科学》杂志上。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

▲Bact剪接体结构(图片来源:《Science》)

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

▲C剪接体结构(图片来源:《Science》)

该重要发现为理解mRNA的成熟过程提供了宝贵的信息,以帮助人们在分子水平上构建出一幅mRNA剪接过程的微观而宏大的图景。

 

3 .清华大学、中科院微生物所 颜宁、高福团队

NPC1蛋白介导胆固醇转运和埃博拉病毒入侵的分子机制

Cell

http://news.bioon.com/article/6683480.html

6月2日《细胞》发表了一篇题为《NPC1蛋白介导胆固醇转运和埃博拉病毒入侵的分子机制》的研究论文,此研究系清华大学颜宁课题组与中国疾控中心、中科院微生物组高福院士课题组合作的一项最新成果,在世界上首次解析出NPC1蛋白的清晰结构,并初步揭示了它的工作过程,从而为干预、治疗罕见遗传疾病"尼曼-皮克病"和埃博拉病毒打开了新大门。

NPC1是一个由1278个氨基酸组成并含有13次跨膜螺旋的膜蛋白,该论文在国际学术界首次报道了人源胆固醇转运蛋白NPC1的4.4埃分辨率冷冻电镜结构。并分析探讨了NPC1和NPC2两个蛋白协作介导细胞内胆固醇转运的分子机制,同时为理解NPC1介导埃博拉病毒入侵的分子机制提供了分子基础。

 

4.清华大学 颜宁团队

解构钙离子通道蛋白

Nature

http://news.bioon.com/article/6690030.html

最近,颜宁教授的团队取得关键突破,通过改进实验条件,将解析Cav1.1结构的分辨率提高到了3.6埃,从而揭示了这一重要的离子通道蛋白之前尚未解析的工作机理细节。这一成果发表于《Nature》期刊上。

颜宁教授课题组的工作为我们首次提供了一个较为完整的Cav1.1通道蛋白的近原子结构模型,为对肌肉兴奋收缩偶联过程进行根本性的解读提供了基础。不仅如此,Cav1.1通道蛋白结构的成功解析使得与之进化上相近的Ca2+或Na+离子通道蛋白的同源建模和工程改造成为可能,为解读这两类通道蛋白功能和相关病理提供可行的三维结构模型,并为基于上述结构的药物设计提供了重要基础。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

5.中国科学院生物物理研究所 柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞-李梅研究组

首次解析了菠菜光系统II-捕光复合物II超级膜蛋白复合体(PSII-LHCII supercomplex)的高精度三维结构

Nature

中国科学院生物物理研究所柳振峰研究组、章新政研究组与常文瑞/李梅研究组通力合作,联合攻关,通过单颗粒冷冻电镜技术,在3.2埃分辨率下解析了高等植物(菠菜)光系统II-捕光复合物II超级膜蛋白复合体(PSII-LHCII supercomplex)的三维结构。该项研究工作于2016年6月2日在《自然》发表。

在对高等植物光系统II超大膜蛋白复合物样品的分离制备和晶体学研究方法长期探索的基础上,该研究团队及时引进并应用单颗粒冷冻电镜技术,通过联合三个课题组的优势科研力量并发挥各自的特长,团结奋战,协作攻关,以最高的效率在较短的时期内取得了突破性进展,高质量完成了该项具有高度挑战性的国际前沿研究课题。

本文在对菠菜PSII-LHCII超级复合物内部高度复杂的色素网络进行深入分析的基础上,首次揭示了LHCII、CP29以及CP26向核心天线复合物CP43或CP47传递能量的途径。同时,还对在光保护过程中发挥作用的潜在能量淬灭位点进行了定位。研究结果对于进一步在分子水平理解PSII-LHCII超级复合物中的能量传递时间动力学和光保护机理具有重要意义。

 

6.中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室、上海科技大学

获得迄今为止最为清晰的大麻素1型受体的结构图

Cell

http://news.bioon.com/article/6691499.html

在一项研究中,来自中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室和上海科技大学等机构的研究人员获得迄今为止最为清晰的导致与大麻相关的“high”的大麻素1型受体(cannabinoid receptor 1, CB1)的结构图。CB1的三维结构图揭示出四氢大麻酚(THC)等分子如何结合到CB1上,其中已发现CB1嵌入到很多神经细胞的表面中。这可能解释了旨在模拟大麻制品使用但不会产生“high”的止痛药能够导致不想到的副作用,这就为开发未来的疗法奠定基础。相关研究结果发表在2016年10月20日的Cell期刊上,论文标题为“Crystal Structure of the Human Cannabinoid Receptor CB1”。

 

7.清华大学生命科学学院、结构生物学高精尖创新中心、日本弘前大学 高宁课题组、Hyouta Himeno团队

揭示新的non-stop mRNA翻译终止机制

Nature

http://news.bioon.com/article/6693833.html

2016年12月1日,清华大学生命科学学院、结构生物学高精尖创新中心高宁课题组和合作者在《Nature》在线发表题为Mechanistic insights into the alternative translation termination by ArfA and RF2的研究论文。该论文报道了大肠杆菌中non-stop mRNA在核糖体上的翻译终止状态复合物的高分辨冷冻电镜结构,并揭示了ArfA在non-stop mRNA翻译终止过程中的作用机制。

高宁课题组在体外组装了ArfA/RF2、non-stop mRNA、tRNA与70S核糖体的复合物,并获得了该复合物的高分辨冷冻电镜结构(3埃分辨率,核心区域接近2.6埃)。

这项研究展示了自然界的一种奇妙的功能模拟机制:具有极大结构柔性的小蛋白可以通过结构模拟来取代mRNA上的三碱基终止密码子的功能。值得一提的是,在这项工作发表的同一天,Nature和Science同时在线发表了来自德国(慕尼黑大学Wilson实验室)和英国(MRC Ramakrishnan实验室,2009 Nobel化学奖)科学家的相似的工作。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

8.华中农业大学生科院/作物遗传改良国家重点实验室 殷平

N6腺嘌呤甲基转移酶METTL3-METTL14蛋白复合体晶体结构

Nature

2016年6月23日,国际学术期刊《Nature》发表了华中农大生科院/作物遗传改良国家重点实验室殷平教授结构生物学团队关于N6腺嘌呤甲基转移酶METTL3-METTL14蛋白复合体晶体结构的最新科研进展。论文以“Structural basis of N6-adenosine methylation by the METTL3-METTL14 complex”为题,首次报道了METTL3-METTL14蛋白复合体晶体结构,该结构揭示了RNA N6腺嘌呤甲基化修饰过程中的结构基础,并为进一步研究m6A功能和药物筛选提供了思路。此研究是表观遗传学领域的一项突破。

 

9.中国科学技术大学与南京农业大学  蔡刚课题组、王伟武课题组、刘海燕课题组

首次揭示ATM激酶精细三维结构

Nature Communications

http://news.bioon.com/article/6683762.html

中国科学技术大学蔡刚课题组与南京农业大学王伟武课题组、中国科大刘海燕课题组合作,首次揭示了毛细血管扩张共济失调症突变蛋白——ATM激酶的精细三维结构,为理解ATM激酶活性严谨调控的分子机制以及研发新型肿瘤放疗的增敏剂提供了重要线索,该研究成果发表于5月27日的《自然·通讯》上。

蔡刚课题组经过大量系统尝试,克服了重重困难获得了高纯度、高均一度、有活性的ATM激酶,并顺利在中科院生物物理研究所生物成像中心完成高分辨率冷冻电镜(Cryo-EM)数据的收集,解析了分辨率8.7埃的ATM激酶的三维结构。该结构是ATM第一个冷冻电镜结构,揭示了ATM激酶的各个结构域及其之间的相互作用。尤其是ATM同源二聚体呈现出张开翅膀的蝴蝶构象,二聚体的相互作用界面清晰可辨;激酶活性区域位于蝴蝶的头部,分辨率相对较高,其原子结构模型得到构建,并显示出底物结合的位点。该研究揭示了ATM 激酶活性严谨调控的结构基础。

 

----------微生物与免疫----------

10.中国农业大学、中国科学院微生物研究所  李向东、高福团队

发现寨卡病毒对男性生殖系统或有影响

Cell

http://news.bioon.com/article/6693079.html

北京时间2016年11月22日,国际学术刊物《Cell》杂志在线发表了中国农业大学教授李向东课题组与中国科学院微生物研究所研究员、中科院院士高福团队合作的一项最新发现。这支来自中国的联合团队发现,寨卡病毒在小鼠模型中可以引起睾丸损伤并最终导致雄性不育。这一发现从新的角度揭示了寨卡病毒影响人类健康的可能性。

这一发现找到了寨卡病毒通过精液传播的科学依据,也提示该病毒通过性传播引起的进一步的危害。作为中国疾病预防控制中心副主任,高福对病毒的这一特性充满警觉:“中国刚刚开放了二孩政策,那么寨卡病毒就有可能会影响我们国家下一代的健康。建议国家高度重视这种病毒的防控。”

 

11.中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心 高福研究团队

埃博拉病毒糖蛋白结合内吞体受体NPC1的分子机制

Cell

http://news.bioon.com/article/6677322.html

2016年1月14日,国际学术期刊Cell 在线发表中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福研究团队的文章Ebola Viral Glycoprotein Bound to Its Endosomal Receptor Niemann-Pick C1(《埃博拉病毒糖蛋白结合内吞体受体NPC1的分子机制》),从分子水平阐释了一种新的病毒膜融合激发机制(第五种机制),这种新型机制与之前病毒学家们熟知的四种病毒膜融合激发机制都大为不同,成为近年来国际病毒学领域的一大突破;该研究为抗病毒药物设计提供了新靶点。

该研究加深了人们对埃博拉病毒入侵机制的认识,为应对埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理论基础。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

12.清华大学 向烨

中和埃博拉病毒的人保护性抗体的结构和分子基础

Science

2016年3月18日清华大学向烨课题组Science发表的文章报告了两个人源单克隆抗体,mAb100和mAb114对非人类的灵长类动物的所有埃博拉病毒症状,包括病毒血症起保护作用。此外单独用mAb114静脉注射治疗治疗,即使是感染5天后,也可以对猕猴起保护作用防止其染病和死亡。而对照的猕猴显示出埃博拉病毒症的特征,九天后死亡。清华大学医学院的向烨研究员和NIH的Nancy J. Sullivan为文章的共同通讯作者。

研究显示mAb114与埃博拉病毒核心的糖蛋白结合而中和病毒。埃博拉病毒的糖蛋白,被称为受体结合域,先前被认为用抗体对此区域是遥不可及的。因为它被病毒其它的部分很好地保护起来,只在病毒进入细胞内部后暴露。这是第一个被证实的通过和病毒的细胞受体结合而中和病毒的抗体。

该研究建议mAb114可以作为一种有效的疗法,值得进一步探索。这些结果表述了这两个保护性抗体作用的基础,并可能促进治疗和疫苗的发展。

 

13.清华大学 向烨

揭示了细菌病毒突破宿主细胞内膜新机制

Nature

2016年6月23日,《Nature》杂志发表了清华大学医学院向烨研究组题为“The bacteriophage φ29 tail knob protein possesses a pore-forming loop for cell membrane penetration”的研究论文,论文揭示了细菌病毒突破宿主细胞内膜新机制。

论文通过对细菌病毒φ29尾部蛋白gp9(gene protein 9)结构及生化研究,发现病毒利用gp9的一段疏水性肽段在宿主细胞膜上形成孔道,并通过其注射基因组DNA入宿主细胞内。通过比较噬菌体φ29尾部末端蛋白gp9全长和突变体gp9△417-491的晶体结构,向烨实验组发现gp9蛋白能够形成六聚体通道结构。

 

14.浙江大学免疫学研究所 曹雪涛团队

找到抗病毒免疫细胞"开关"

自然-免疫学

http://news.bioon.com/article/6686115.html

免疫系统作为机体的自卫系统,主要是依靠免疫细胞的防御功能,但免疫细胞又是如何识别外来病毒,如何自主进行防御工作的呢?

中国工程院院士曹雪涛团队发现DNA甲基化酶Dnmt3a能够使天然免疫细胞针对病毒感染处于高敏感状态,一旦识别病毒入侵就可以显着产生干扰素和启动抗病毒天然免疫反应。此研究结果于5月30日的《自然-免疫学》上在线发表。

研究人员选择能够通过调控DNA甲基化来决定基因表达的"表观遗传调控分子"为观察点,经筛选发现DNA甲基化酶Dnmt3a能够促进天然免疫细胞高效释放I型干扰素。研究结果表明,DNA甲基化能够维持抗病毒信号转导通路的关键分子高表达,为天然细胞在病毒入侵时及时高效启动抗病毒免疫反应做充分准备。该发现揭示了抗病毒免疫应答新型表观遗传机制,也为病毒感染性疾病防治提供了新的分子靶点。

 

15.中国科学院上海生命科学研究院 许琛琦、李伯良

通过调节胆固醇代谢增强CD8+ T细胞的抗肿瘤反应

Nature

http://news.bioon.com/article/6680158.html

国际学术期刊Nature于2016年3月16日在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所分子生物学国家重点实验室/国家蛋白质科学中心(上海)许琛琦研究组和分子生物学国家重点实验室李伯良研究组的合作研究成果:“通过调节胆固醇代谢增强CD8+ T细胞的抗肿瘤反应” (Potentiatingthe antitumour response of CD8+T cells by modulating cholesterol metabolis)。

该成果发现调节胆固醇代谢可以调控T细胞的抗肿瘤活性,鉴定了肿瘤免疫治疗的新靶点——胆固醇酯化酶ACAT1以及相应的小分子药物前体,为开发新的肿瘤免疫治疗方法奠定了基础。

该研究报告了一个新的机制:小鼠CD8+ T细胞的抗肿瘤反应可以通过调节胆固醇代谢增强。胆固醇是细胞脂质的重要组成部分,之前的研究已经证明它在T细胞受体聚类和T细胞免疫突触中是必须的。

ACAT1,既定的目标为动脉粥样硬化,成为癌症免疫治疗的潜在靶点。该研究为癌症免疫治疗提供了新的思路和方法。

 

16.华南农业大学兽医学院 刘雅红团队

从动物身上分离出对碳青霉烯和粘菌素同时耐药的大肠杆菌,并在该菌株中发现两个耐药基因,进而提出了杂合质粒形成模型

Nature Microbiology

http://news.bioon.com/article/6690607.html

华南农业大学兽医学院教授刘雅红团队,在持续的耐药性监测过程中,从动物身上分离出对碳青霉烯和粘菌素同时耐药的大肠杆菌,并在该菌株中发现两个耐药基因,进而提出了杂合质粒形成模型,为后续研究提供了范本。文章发表于《自然-微生物学》(Nature Microbiology)。

在人类健康备受细菌耐药性问题威胁的背景下,国家兽医微生物耐药性风险评估实验室刘雅红团队在持续的耐药性监测过程中,从一只患病的宠物猫中分离一株对碳青霉烯和粘菌素同时耐药的大肠杆菌,并同进一步的分子生物学研究发现,这株大肠杆菌同时携带blaNDM-5和mcr-1两个耐药基因,且两个基因同时位于一个可接合转移的杂合质粒中。基于此,研究人员提出了杂合质粒形成的模型,为后续进一步研究相似的杂合质粒提供了可行的范本。

 

17.北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室 周德敏/张礼和课题组

发明病毒直接转化疫苗新技术

Science

http://news.bioon.com/article/6693724.html

12月2日,国际顶级期刊《Science》发表了北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室主任周德敏教授/张礼和院士课题组的突破性研究进展,他们以流感病毒为模型,发明了人工控制病毒复制从而将病毒直接转化为疫苗的技术,该研究成果被称为是一种“革命性”或“颠覆性”的发现。论文题为“Generation of Influenza A Viruses as Live but Replication-Incompetent Virus Vaccines”。

在国家创新药物专项、基金委和国家“973”计划的支持下,周德敏/张礼和课题组发现的这种人工控制病毒复制从而将病毒直接转化为疫苗的技术,即在保留病毒完整结构和感染力的情况下,仅突变病毒基因组的一个三联码,使流感病毒由致命性传染源变为了预防性疫苗,再突变三个以上三联码,病毒由预防性疫苗变为治疗病毒感染的药物。并且随着三联码数目的增加而药效增强。这一“四两拨千斤”技术不仅使疫苗研发不再复杂,而且摆脱了对病毒生物学知识获得的依赖,并适用于几乎所有病毒。这一发现颠覆了病毒疫苗研发的理念,成就了活病毒疫苗的重大突破。

 

----------干细胞----------

18.中国科学院动物研究所 周琪、李卫

鼠-兔异种杂合二倍体胚胎干细胞的产生和运用

Cell

http://news.bioon.com/article/6677440.html

中国科学院动物研究所周琪实验室创造出一种新型干细胞——异种杂合二倍体胚胎干细胞,这是首例人工创建的、以稳定二倍体形式存在的异种杂合胚胎干细胞,为研究进化上不同物种间性状差异的分子机制和X染色体失活提供了新型的有利工具。相关成果在2016年1月14日的国际期刊Cell上发表。

近年来,周琪团队通过细胞融合技术将小鼠孤雄(雌)和大鼠孤雌(雄)单倍体干细胞融合,从而绕开了小鼠和大鼠的精卵融合后无法发育的生殖隔离障碍,获得了异种杂合二倍体胚胎干细胞。

这项成果是首例人工创建的、以稳定二倍体形式存在的异种杂合胚胎干细胞,它们包含大鼠和小鼠基因组各一套,并且异源基因组能以二倍体形式稳定存在。异种杂合二倍体干细胞能够分化形成各种类型的杂种体细胞以及早期生殖细胞,并展现出兼具两个物种特点的独特的基因表达模式和性状,以及独特的X染色体失活方式,从而为从天然存在生殖隔离的物种制备包含稳定二倍体基因组的杂交干细胞提供了新方法。这些具有胚胎干细胞特性的异种二倍体杂合干细胞将为进化生物学、发育生物学和遗传学等研究提供新的模型和工具,从而完成更多的生物学新发现。

 

19.清华大学医学院 沈晓骅研究组

揭示长链非编码RNA顺式调控基因表达的新模式

Cell Stem Cell

http://news.bioon.com/article/6680521.html

国际学术期刊Cell Stem Cell(《细胞·干细胞》)于2016年3月在线发表了清华大学医学院沈晓骅研究组的最新研究成果“Divergent lncRNAs regulate gene expression and lineage differentiation in pluripotent cells”(反义长链非编码RNA调控基因表达和多能干细胞分化),系统揭示了长链非编码RNA顺式调控基因组上邻近基因的表达,以及它们在干细胞分化和发育中的作用。

这一研究发现从一个更高的层面上揭示出lncRNAs顺式调控邻近蛋白编码基因是一种广泛存在的转录调控新模式。基于以上顺式调控规律,人们可以根据邻近已知蛋白编码基因的功能,预测出大量未经鉴定的非编码lncRNA的功能。这种功能上的预测,将帮助科研人员更好地设计实验和研究未知lncRNA,对全面认识非编码基因组的功能、基因表达调控和生物体发育具有重要意义。

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20.杭州师范大学 鞠振宇课题组

揭示了长寿基因Sirt6在造血干细胞稳态维持过程中的重要作用

Cell Stem Cell

http://news.bioon.com/article/6681680.html

杭州师范大学教授鞠振宇课题组揭示了长寿基因Sirt6在造血干细胞稳态维持过程中的重要作用,相关成果日前发表于《细胞—干细胞》。

Sirtuin是机体中广泛存在的一类依赖组蛋白去乙酰化酶,通过作用于不同的底物,广泛参与应激反应、脂肪酸氧化、能量代谢等生理过程的稳态调控。Sirtuin随年龄增长表达水平逐渐降低。鞠振宇课题组发现Sirtuin家族成员SIRT6缺失引起Wnt信号通路的活性上调,迫使造血干细胞进入细胞周期增殖,最终导致了造血干细胞的耗竭;而利用Wnt通路抑制剂ICG001可以逆转Sirt6基因敲除的造血干细胞的过度增殖和耗竭。

该研究结果对延缓干细胞衰老和防治骨髓衰竭性疾病有重要的科学意义。同时,该项研究首次揭示了SIRT6可以从表观遗传学的层面调控造血干细胞发育和衰老过程中的重要通路,这对深入理解SIRT6对成体干细胞稳态维持和衰老的调控及探索干细胞衰老相关疾病的干预具有重要的意义。

 

21.军事医学科学院附属医院、北京大学生物光学动态成像中心、中国医学科学院天津血液病医院 刘兵、汤富酬、袁卫平

造血干细胞起源获单细胞尺度解析

Nature

http://news.bioon.com/article/6688023.html

《自然》杂志于2016年5月19日以长文形式在线发表中国科学家刘兵课题组、汤富酬课题组和袁卫平课题组合作在造血干细胞起源研究中取得的重要突破。其通过单细胞转录组分析、单细胞诱导移植、组织特异性基因敲除等多种研究手段,首次在单细胞尺度实现小鼠造血干细胞发育全过程的深度解析。

研究针对HSC发育过程中具有代表性的5类细胞进行单细胞转录组测序,揭示了pre-HSC在转录活性、代谢状态、动脉基因表达、信号通路和转录因子网络等方面的突出特征。利用血管内皮细胞和造血细胞特异性的两种基因敲除小鼠,阐明Rictor基因在HSC发生过程中的特异性调控作用。此外,测序数据挖掘和功能实验证实pre-HSC具有细胞周期状态的异质性,部分细胞增殖活跃。最后,通过与更多细胞群体测序数据的比对分析,发掘出pre-HSC的98个特征基因。

 

22.军事医学科学院野战输血研究所 王韫芳研究员、裴雪涛研究员团队

首次将胃细胞转变成肝和胰腺细胞

Cell Stem Cell

http://news.bioon.com/article/6686154.html

军事医学科学院野战输血研究所王韫芳研究员、裴雪涛研究员带领的团队取得了一项革命性研究成果——他们利用小分子化合物技术,成功将人体胃上皮细胞转变成多种潜能的内胚层祖细胞,后者可以被诱导分化为成熟的肝细胞、胰腺细胞和肠道上皮细胞等,为将来利用干细胞技术治疗终末期肝病、糖尿病等带来新的希望。2016年7月21日,国际著名学术期刊《Cell Stem Cell》杂志在线发表了这一重要成果。

专家介绍,该项研究突破了经典重编程对转录因子的依赖,丰富了干细胞再生生物学的理论体系,在国际上首次实现了利用小分子化合物诱导人体胃上皮细胞直接转换为内胚层祖细胞,为成熟肝细胞、胰腺细胞等内胚层来源的功能性细胞提供了安全、可控、有效的种子细胞来源,在个性化再生医学治疗、药物筛选和疾病模型构建中具有广阔的应用前景。利用该技术原理,人类有望实现其他组织细胞的命运转换,及其特定类型的疾病治疗和创伤组织修复再生。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

23.北京大学口腔医学院 周永胜研究小组

找到利用脂肪干细胞治疗骨缺陷疾病的新靶点

Stem Cell Reports

http://news.bioon.com/article/6686220.html

北京大学口腔医学院周永胜研究小组在国际学术期刊Stem Cell Reports上发表了一项最新研究进展,他们发现一种microRNA能够通过影响脂肪干细胞的信号调控网络促进骨生成,该研究为利用脂肪干细胞治疗骨质疏松等疾病提供了新的方向。

该研究发现MiR-34a在人类脂肪来源干细胞(hASC)向骨方向分化的过程中会出现表达上调。通过进一步分析,他们发现MiR-34a能够从转录后水平抑制RBP2基因的表达。除此之外,MiR-34a还可以下调NOTCH1和CYCLIN D1的表达,从而通过靶向RBP2, NOTCH1和CYCLIN D1上调骨生成过程中关键转录因子RUNX2的表达。

该研究结果表明MiR-34a通过影响RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1调控网络促进了hASC向骨方向的分化,因此以MiR-34a可能是骨再生医学研究领域的一个新靶点。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

24.同济大学 唐定国团队

发现人致命性前列腺癌根源可能在于正常的基底干细胞

Nature Communications

http://news.bioon.com/article/6679129.html

在一项研究中,来自中国同济大学医学院和美国德州大学MD安德森癌症中心的研究人员证实人前列腺基底细胞层含有成体干细胞,而且这些成体干细胞具有一种独特的类似于最为致命性前列腺癌的基因表达谱。这些关于前列腺细胞的新发现可能有助于人们在未来开发出新的疗法来医治侵袭性的和抵抗治疗的前列腺癌。相关研究结果于2016年2月29日在线发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Stem cell and neurogenic gene-expression profiles link prostate basal cells to aggressive prostate cancer”。

论文通讯作者唐定国博士说,“人前列腺是否含有成体干细胞,如果存在,那么它们位于基底细胞层(basal cell layer)或者腔细胞层(luminal cell compartment)内部何处,一直充满极大争议。我们的研究提供确定性的证据证实前列腺基底细胞层容纳着自我更新的干细胞,而且这些干细胞富含干细胞特异性基因。”

----------生殖科学----------

25.复旦大学生物医学研究院、遗传工程国家重点实验室及遗传与发育协同创新中心 王磊课题组

揭示卵子无法成熟原因

新英格兰医学

http://news.bioon.com/article/6677896.html

1月21日,国际顶级医学杂志《新英格兰医学杂志》以原创论文的形式发表了复旦大学生物医学研究院副研究员、遗传工程国家重点实验室及遗传与发育协同创新中心PI王磊课题组的科研论文“TUBB8基因突变致人类卵子减数分裂阻滞”。

该研究首次发现了部分卵子成熟障碍患者的孟德尔遗传特点,综合运用遗传学及功能基因组学方法,利用遗传病例、细胞、酵母、鼠及人卵,在国际上第一次发现人类基因TUBB8的突变导致卵子减数分裂阻滞。部分突变来自于患者父亲,部分突变为新发突变。这些突变会造成蛋白质体外折叠异常,干扰细胞微管网络的形成、影响酵母微管的动力学、破坏鼠及人卵子纺锤体的组装,从而引起卵子成熟失败。该研究系统解析了相关突变的致病机制并建立了突变与疾病的因果关系,在女性不孕、卵子减数分裂、微管功能机制等方面都具有十分重要的意义,为这类病人的精确分子诊断、遗传咨询及分子治疗提供了理论依据。

 

26.中国科学院动物所、中国科学院动物所、上海生命科学院营养所 周琪、段恩奎、翟琦巍

精子的tsRNAs促进获得性代谢紊乱的跨代遗传

Science

中国科学院动物所周琪、段恩奎研究组与上海生命科学院营养所翟琦巍研究组合作,在高脂饮食诱导的父代肥胖小鼠模型中,发现一类成熟精子中高度富集的小RNA(tsRNAs)可为一种表观遗传信息的载体,将高脂诱导的父代代谢紊乱表型传递给子代,成果发表于2016年1月22日的Science。

研究组通过将高脂饮食诱导的肥胖小鼠的精子总RNA注射进正常的受精卵,发现其出生的子代小鼠在正常饮食下也会出现类似于父代肥胖小鼠的糖代谢紊乱,这提示肥胖小鼠精子RNA中携带有传递父代获得性性状的表观遗传信息。

进一步分析发现:父代肥胖小鼠模型中精子tsRNA的表达谱以及RNA修饰谱均发生了显着的变化。注射肥胖小鼠精子tsRNA的早期胚胎以及后代小鼠胰岛的转录组发生了明显变化,变化基因集中在代谢通路上;但这些变化与基因CpG岛的DNA甲基化程度并不相关。

本研究从精子RNA角度为研究获得性性状的跨代遗传现象开拓了全新的领域。

 

27.中国科学院动物研究所、中国科技大学、扬州大学、南方医科大学 沙家豪等

在体外制造出功能性的精子

Cell Stem Cell

http://news.bioon.com/article/6678967.html

中国科学家们终于成功地在实验室中产生有功能性的小鼠精子。为了完成这一壮举,来自中国科学院动物研究所、中国科技大学、扬州大学、南方医科大学等机构的研究人员首先诱导小鼠胚胎干细胞产生功能性的精子样细胞(sperm-like cells),然后将这种精子样细胞注入小鼠卵细胞中产生能生育的小鼠后代。相关研究结果于2016年2月25日在线发表在Cell Stem Cell期刊上,论文标题为“Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro”。

 

28.清华大学 颉伟

哺乳动物着床前胚胎易接近染色质的景观图

Nature

来自清华大学生命科学学院、北京大学等机构的研究人员报道称,他们绘制出了哺乳动物着床前胚胎易接近染色质的景观图。这一重要的研究成果发布在2016年6月15日的《自然》(Nature)杂志上。领导这一研究的是清华大学生命科学学院的颉伟研究员。

在该文中,颉伟研究员和合着者们指出,染色体的状态影响了包括基因表达、DNA复制和DNA修复在内的一些基本的细胞过程。

研究人员采用改进的ATAC-seq方法结合CRISPR/Cas9辅助线粒体DNA去除技术,绘制出了小鼠着床前胚胎中全基因组易接近染色质图谱。他们发现尽管在DNA甲基化组中呈现广泛的亲代不对称,在主要合子基因组激活(ZGA)后亲代基因组之间的染色体易接近性总体相当。转座元件广泛塑造了早期胚胎中的易接近染色质,且与一些顺式调控序列广泛重叠。出乎意料地是,研究人员还发现易接近染色体靠近一些活化基因的转录终止位点。这些研究数据揭示出了伴随早期哺乳动物发育一种独特的时空染色质结构。

 

29.同济大学附属第一妇婴保健院 高绍荣研究团队

首次系统地对哺乳动物植入前胚胎组蛋白修饰进行全基因组检测

Nature

http://news.bioon.com/article/6689969.html

同济大学附属第一妇婴保健院首席科学家高绍荣研究团队在国际上首次从全基因组水平上揭示了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和HK27me3修饰建立过程。这一研究成果为优化植入前胚胎的质量提供可能,有助于提高辅助生殖技术的成功率,未来将造福更多反复流产、胚胎停育、不孕不育患者。该成果在9月的《Nature》上发表。

研究人员表示,将来在辅助生殖技术的运用中,在胚胎植入前,就可先筛查优劣,并有可能优化胚胎质量,从而提高辅助生殖胚胎植入后的成功率,造福更多渴望新生命的不孕家庭,为将来提高辅助生殖成功率提供基础研究和发展方向。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

30.山东大学生殖医学研究中心 陈子江团队

首次证明了冷冻胚胎移植可比新鲜胚胎移植带来更高的活产率

新英格兰医学

2016年8月11日,《新英格兰医学杂志》(NEJM)刊登了陈子江教授课题组的重大研究突破,在国际上首次证明了与移植新鲜胚胎相比,胚胎冻存后移植可带来较高的活产率,这标志着多囊卵巢综合征临床治疗研究在国际上取得重大突破,为临床辅助生殖技术全胚冷冻策略应用的安全性、可靠性提供了科学依据,具有重要里程碑意义。

研究人员解释,冷冻胚胎组有更高的活产率,可能是由于怀孕期间体重下降较少,从而出生体重较高。体外受精过程使用的激素和药物,过度刺激卵巢使其释放多个卵子,以往认为这可能对植入环境造成一定伤害。移植冷冻的胚胎可以让女性在体外受精期间从刺激中得以恢复,也给暴露后的子宫内膜脱落的时间。选择冷冻全胚胎,相当于为最佳胚胎创建了健康的环境,而不是让它们处在受干扰的环境中。

 

31.中国农业大学 田见晖课题组

破解了试管婴儿性别失衡的奥秘

PNAS

中国农业大学田见晖教授团队破解了试管婴儿性别失衡的奥秘,攻克了困扰人类近30年的国际难题,成果发表在2016年3月7日的PNAS上.

团队2011年发现,利用体外受精技术培育的小鼠存在性别失衡问题。进一步研究显示,体外受精胚胎存在X染色体失活不足问题,推断这可能是导致性别失衡的主要原因。在此基础上,发现Xist和环指蛋白12(Rnf12)在IVF引发的X染色体失活不足问题上发挥重要作用。

研究发现了Xist和Rnf12是X染色体失活的关键基因,上调Rnf12表达,即可以补偿Xist表达,进而有效地逆转了实验用小鼠IVF胚胎中的性别比例失衡。将视黄酸添加到胚胎植入前的培养基中,激活了Xist表达,进而校正X染色体失活,由此避免出生性别比例失衡。

 

32.南京总医院生殖医学中心联合无锡市妇幼保健院生殖中心、北京大学及亿康基因

首次发表“无创胚胎染色体筛查技术”

PNAS

由南京总医院生殖医学中心联合无锡市妇幼保健院生殖中心、北京大学及亿康基因共同完成的、题为《Noninvasive chromosome screening (NICS) of human embryos by genome sequencing of embryo culture medium for in vitro fertilization》的科研成果在美国国家科学院院刊《PNAS》在线发表;这标志着由我国独立研发的“无创胚胎染色体筛查技术”(NICS)得到了世界生殖界的认可,也代表着我国科研人员的自主研发能力已跻身于世界前列。

此篇由中国生殖医学领域科学家共同研发的、发表于《PNAS》上的“无创胚胎染色体筛查技术—NICS”研究成果,是从安全性与无创性的角度,对传统的PGS(胚胎植入前遗传学筛查)的“胚胎活检”方式提出了颠覆性的创新思路与方法。

此次《PNAS》文章的发表,将推动此项“中国创造”的创新成果走出中国迈向世界;未来,随着NICS技术在全球范围内被越来越多的研究人员、医疗机构所熟悉与认可,以无创胚胎染色体筛查技术(NICS)为代表的一系列非侵入、更安全的医学诊断技术将推动整个精准医学领域向更健康、可持续的方向发展。

 

----------基因编辑----------

33.哈尔滨工业大学生命学院 黄志伟

首次揭示了世界上最新发现的基因编辑系统CRISPR-Cpf1识别crRNA以及剪切pre-crRNA机制

Nature

http://news.bioon.com/article/6682312.html

2016年4月21日,《自然》杂志在线发表了哈尔滨工业大学生命学院黄志伟教授研究论文。该研究在国际上首次揭示了世界上最新发现的基因编辑系统CRISPR-Cpf1识别crRNA以及剪切pre-crRNA机制。该发现将实现对DNA的目的基因进行“关闭”“恢复”和“切换”等精准操作,将人类战胜癌症等疑难疾病梦想向前推进一大步。

黄志伟团队通过结构生物学和生化研究手段首次揭示了CRISPR-Cpf1系统的关键工作机理,对认识细菌如何通过CRISPR系统抵抗病毒入侵的分子机理具有重要科学意义。该系统与原有基因编辑技术有两点不同,即剪辑机制不一样,识别位点不一样,对日后优化该基因编辑系统意义重大。据悉,Cpf1也是目前解析的世界上唯一一个具有核酸序列特异性且同时具有DNase和RNase活性的核酸酶。

 

34.约翰霍普金斯大学、加州大学洛杉矶分校、北京大学、中科院北京动物所等 程临钊、林硕、魏文胜和王皓等

20位学者联名否定NgAgo基因编辑

Protein Cell

2016年11月15日,由高等教育出版社、北京生科院和中国生物物理学会联合创办的国内期刊Protein Cell以Letter形式在线发表了题为“Questions about NgAgo”的质疑文章。这篇Protein Cell文章联合了国内外20名学者共同署名,他们分别是:美国NIH人类基因组研究所Shawn Burgess;约翰霍普金斯大学程临钊教授;温州医科大学谷峰教授;中山大学黄军就教授、松阳洲教授;哈尔滨工业大学黄志伟教授;UCLA林硕教授;中科院上海生化细胞所李劲松研究员、周斌研究员;中科院北京动物所李卫研究员、王皓毅研究员;北大深圳研究院秦伟教授;北大生物动态光学成像中心孙育杰研究员、魏文胜研究员;上海交通大学吴强教授;中科院生物物理所王晓群研究员;北大分子医学研究所熊敬维研究员;北大工学院席建忠研究员;中科院上海神经生物学研究所杨辉研究员;北京大学生科院张博教授。本文通讯作者为:程临钊、林硕、魏文胜和王皓毅。值得注意的是实验的具体参与者名单列在文后的Footnotes部分。

Protein Cell这篇文章实际上是直接有针对性的对NBT里面的部分实验进行的重复,即选用韩春雨实验室提供的质粒针对相同的基因设计gDNA在293T进行实验。该文也针对韩春雨提到的“superb experimental skills”、NgAgo对支原体污染敏感和NBT图3中对外源转入的GFP抑制的实验做出了相应回应,实验结果也表明外源转入的GFP表达确实在共转NgAgo和gDNA后表达有下降,但是通过测序没有检测到任何DNA有被编辑,当然也提到这么多独立实验室进行重复实验细胞都被支原体污染是不现实的。

总的来说,这篇Protein Cell的文章直接驳斥了NgAgo的基因编辑功能,而且回应了很多大家十分关心的问题。随着质疑的学术文章慢慢发表出来,相信NgAgo的真相很快就会浮出水面。

----------药学----------

35.中科院上海药物所、华东理工大学、湖北生物医药产业技术研究院有限公司 蓝乐夫、李剑等

发现抗“超级细菌”感染的药物靶点

Nature Chemical Biology

http://news.bioon.com/article/6677773.html

经过近4年的联合攻关,中国科学院上海药物研究所与华东理工大学、湖北生物医药产业技术研究院有限公司等单位的研究人员通力合作,成功发现一个抗(耐药)金黄色葡萄球菌感染的药物作用新靶点——CrtN蛋白。相关研究论文于2016年1月18日在线发表于国际期刊《自然·化学生物学》(Nature Chemical Biology)。

这项研究揭示了金葡菌金黄色色素合成途径中的CrtN蛋白是一个具有良好成药性(Druggability)的抗耐药金葡菌感染分子靶点,为抗生素替代品特别是抗致病力药物(Anti-virulence drugs)的研究及开发提供了崭新的切入点。同时,该研究也表明已上市药物萘替芬及其类似物有望发展成为新型的抗金葡菌感染或金葡菌/真菌混合感染药物。

 

36.厦门大学生命科学学院 林圣彩课题组

揭开了二甲双胍降血糖作用背后的机制,并且找到了该药抗癌作用相关的新线索

Cell Metabolism

http://news.bioon.com/article/6691055.html

2016年10月11日,厦门大学生命科学学院林圣彩(Sheng-Cai Lin)教授课题组在Cell Metabolism上发表了题为“Metformin Activates AMPK through the Lysosomal Pathway”的论文,揭开了二甲双胍降血糖作用背后的机制,并且找到了该药抗癌作用相关的新线索。

总结来说,这一研究证明了,二甲双胍通过AXIN/ LKB1-v-ATPase-Ragulator通路不仅激活了AMPK,还抑制了mTORC1,为理解二甲双胍能够产生无数“益处”背后的机制提供了有价值的分子见解。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

----------生物化学与分子生物学----------

37.中国科学院生物化学与细胞生物学研究所、中国科学院大连化学物理研究所

雷鸣、陈勇、李国辉

MLL家族甲基转移酶活性调控的结构基础

Nature

国际学术期刊Nature于2016年2月25日发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所国家蛋白质科学中心雷鸣、陈勇研究组和中国科学院大连化学物理研究所李国辉研究组的最新合作研究成果“Structural basis for activity regulation of MLL family methyltransferases”(MLL家族甲基转移酶活性调控的结构基础),揭示了组蛋白甲基转移酶MLL家族蛋白活性调控的结构基础。

雷鸣、陈勇和李国辉等课题组通过合作,成功解析了MLL家族蛋白中一系列蛋白单体及蛋白复合物的结构,包括两种MLL家族蛋白(MLL1突变体和MLL3)的SET结构域在apo状态下,与RBBP5-ASH2L形成三元复合物状态下,以及与底物结合形成活性复合物状态下的晶体结构。他们的成果为深入了解MLL家族组蛋白甲基转移酶在复合物正确组装、活性精确调控等方面提供了坚实的结构基础。

 

38.中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室 李平平团队

发现炎症致胰岛素抵抗及糖尿病的新机制

Cell

http://news.bioon.com/article/6692571.html

《细胞》杂志发表了中国医学科学院北京协和医学院药物研究所天然药物活性物质与功能国家重点实验室李平平教授团队的最新研究成果:半乳糖苷凝集素Galectin-3(Gal3)作为连接肥胖、炎症与IR的关键分子,在糖尿病发病过程中发挥重要作用。这项研究提出慢性炎症导致IR新机制,为糖尿病的治疗提供新药靶。

李平平团队首次发现巨噬细胞中Gal3诱发IR,并详细阐明Gal3调控IR的分子机制。这项研究发现,高脂饮食喂养的肥胖小鼠血液中Gal3的含量异常升高。Gal3直接作用于胰岛素的三大靶器官:抑制肌肉和脂肪组织中胰岛素介导的葡萄糖摄取;诱发肝脏葡萄糖的生成。进一步研究发现,Gal3通过C端的碳水化合物识别区域与糖基化的胰岛素受体结合,降低其酪氨酸磷酸化,从而干扰胰岛素信号通路,最终导致IR。这项研究亦发现肥胖病人血液中Gal3水平显着增加,同时Gal3能在人肌肉细胞诱发IR。以上结果提示,Gal3可能成为IR和糖尿病的潜在分子药靶。

 

39.清华大学、香港中文大学 薛定教授、姜秉昊教授联合课题组

以线虫为模式生物发现了调节父系线粒体选择性清除的一个关键机制,即线粒体分裂和融合之间的平衡

Nature Communications

http://news.bioon.com/article/6691274.html

最近,清华大学薛定教授和香港中文大学姜秉昊教授的联合课题组在线粒体遗传领域取得重要突破。他们以线虫为模式生物发现了调节父系线粒体选择性清除的一个关键机制,即线粒体分裂和融合之间的平衡。这一成果发表在Nature子刊《Nature Communications》上。

胚胎中的父系线粒体之所以被识别并清除,在于线粒体本身的状态,即是否处于可被自噬小体识别的异常状态,而这种异常状态并非只能出现于父系线粒体。线粒体越是过度分裂,其异常则越明显,从而越容易吸引来吞噬小体将其清除。反之,线粒体越是倾向于融合,则其越难以被自噬小体清除。

这一发现揭示了线粒体母系遗传这十分根本的生物学现象背后的发生机制,显示了线粒体动态对于其早期胚胎中的清除速率和选择性的决定作用。

 

----------疾病相关研究----------

40.复旦大学生物医学研究院 蓝斐、施扬、石雨江

首度揭示细胞癌变及抑制癌变机理

Cell

http://news.bioon.com/article/6681258.html

复旦大学生物医学研究院(IBS)蓝斐教授实验室携手施扬教授-石雨江教授实验室,在国际生物学研究领域最前沿取得重大发现,刊登在2016年4月7日出版的Cell杂志上。

这项研究揭示,在癌细胞中,染色质中的增强子失控会过度强化附近癌基因的活性,导致细胞异常甚至癌变。研究同时发现,出现在该区域的蛋白质RACK7和去甲基化酶KDM5C可限制此类增强子活性,使基因表达保持在正常范围,从而抑制癌变。

这项发现,不仅揭示了表观遗传修饰对基因组信息进行自我调节的新规律、提出了“增强子过度活化态”理论,更重要的是,这一机制被揭示,不仅对癌症的发生提供了一种新的理论解释,更可为癌症的个性化治疗提供新的药物靶点和治疗思路。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

41.第三军医大学 祝之明团队

解答钠盐摄入如何影响血糖平衡

cell metabolism

http://news.bioon.com/article/6681060.html

来自中国第三军医大学的研究人员在2016年4月12日的国际学术期刊cell metabolism上发表了一项最新研究进展,他们发现钠盐的摄入能够通过一条由脂肪组织PPARδ介导的信号途径调节血糖平衡。这项研究对于指导人们健康饮食,帮助糖尿病病人预防心血管代谢病变具有重要意义。

在这项研究中,研究人员报告称高钠盐摄入能够显着增加野生型小鼠的尿钠排泄,但是这种作用在脂肪组织特异性敲除了PPARδ的小鼠和糖尿病小鼠模型中受到了阻断。与此同时,研究人员发现使用激动剂或高钠盐摄入激活肾周脂肪的PPARδ能够调节脂肪组织adiponectin的水平,进而抑制肾脏钠-葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)的功能,SGLT2是肾脏进行葡萄糖重吸收的一种主要转运蛋白,SGLT2抑制剂是一类重要的糖尿病治疗药物。上述结果表明高钠盐诱导的尿钠排泄过程受到脂肪组织PPARδ的调节作用,而PPARδ的这种调控作用需要adiponectin介导,并通过调节SGLT2 的功能来实现。

除此之外,研究人员还发现在糖尿病状态下,由于肾脏SGLT2的功能发生紊乱,高盐摄入诱导的尿钠排泄也受到了损伤。存在高血糖症的2型糖尿病病人尿钠排泄更少,这与他们血浆中的adiponectin水平有关。

 

42.香港科技大学 张明杰团队

揭示自闭症可能病因

Cell

PSD中存在两种丰富的蛋白:SynGAP和PSD-95,当它们突变时已知可引起自闭症。

来自香港科技大学(HKUST)的科学家们发现,SynGAP和PSD-95可以在试管和活细胞中形成一种自主组装的网络结构。最令人惊讶的是,SynGAP/PSD-95组装体可通过一种叫做相变(phase-transition)的现象在活细胞水状细胞质中形成稳定的“油样”液滴。这一研究发现为脑科学领域长期存在的有关PSD形成的问题提供了一个可能的答案。这一研究发现为脑科学领域长期存在的有关PSD形成的问题提供了一个可能的答案。重要的是,该研究小组还发现在自闭症患者中发现的SynGAP或PSD-95缺陷改变了这一复合物“油样”液滴的形成以及神经元的突触信号活性。

该研究发布在8月25日的《细胞》(Cell)杂志上。

 

43.南京师范大学、江苏省人民医院、南京大连山戒毒所,重庆医科大学及上海中医药大学 袁逖飞等

成功利用非侵入性磁刺激技术戒除毒瘾!

Biological Psychiatry

http://news.bioon.com/article/6679056.html

我国科学家利用经颅磁刺激技术,对吸毒平均十多年的海洛因成瘾者进行研究,成功降低了患者机体对药物的渴求度,这是世界上首次把经颅磁刺激技术应用到海洛因成瘾者上,该研究发表在耶鲁大学主办的精神病学领域顶尖期刊Biological Psychiatry。

在这项新研究中,研究者设计了10赫兹的刺激组和假刺激对照组(可以听到线圈的声音但磁场不入脑)。当吸毒多年的成瘾者观看吸毒相关视频时,会产生很强的生理渴求度,而当使用经颅磁刺激技术对成瘾者左脑背外侧前额皮层脑区进行调控后,单次实验就明显的降低了成瘾者的复吸欲望,连续五天的治疗则产生了更明显的效果。

年终盘点:2016年国内不容错过的重磅生物研究

44.南京师范大学心理学院、江苏省人民医院康复科、南京大连山戒毒所、上海中医药大学康复医学院 袁荻飞等

发现海洛因成瘾可改变大脑皮层可塑性

Biological Psychiatry

http://news.bioon.com/article/6684420.html

南京师范大学心理学院等单位的研究人员结合经颅磁刺激技术与运动皮层肌肉诱发电位记录,研究了海洛因成瘾者运动皮层的可塑性变化,该论文发表在耶鲁大学主办的精神病学领域顶尖期刊Biological Psychiatry上。该研究是世界上首次对成瘾患者皮层可塑性进行探索。

该研究严格选择海洛因成瘾者进行入组,当研究者在磁刺激运动皮层时,在大拇指展肌上记录相关的运动诱发电位。利用10赫兹兴奋性频率刺激,运动皮层的兴奋性及相关神经连接会出现增强的可塑性,而海洛因成瘾患者中该可塑性则大大减弱。

 

----------DNA测序技术----------

45.华东理工大学 龙亿涛科研团队

最新科研成果有望大幅降低DNA测序成本

Nature Nanotechnology

http://news.bioon.com/article/6681930.html

近期,华东理工大学龙亿涛科研团队在生物纳米孔超灵敏单核苷酸分辨领域取得独创性突破,该研究成果以华东理工大学作为独立研究单位,于2016年4月25日在《Nature Nanotechnology》上发表,题为“Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore”。

基于自主研制的超低电流检测装置,龙亿涛课题组首次使用野生型且无任何修饰的Aerolysin(气单胞菌溶素)生物孔,将单链DNA的过孔速度降低了三个数量级(2.0毫秒/碱基),从而极大地提高了电流检测的灵敏度,完成了对仅有单个碱基差异DNA分子的超灵敏识别,并实现了混合复杂体系的超灵敏检测和核酸外切酶“分步降解”单链DNA过程的实时观测。此外,该研究还通过改变检测体系的酸碱度,调节了气单胞菌溶素孔道内腔的电荷分布,同时结合单链DNA在孔内有效电荷数的计算,获得了纳米孔表/界面上电荷的分布信息,促进了对DNA与气单胞菌溶素孔道内腔表面氨基酸残基相互作用的深入理解。

这一独创性研究成果不仅进一步降低纳米孔单碱基分辨的成本,同时也将大大提高纳米孔DNA测序的精确度。未来,结合高带宽低噪音的电流检测仪器,气单胞菌溶素纳米孔有望实现单碱基直接分辨以及对DNA损伤的检测,这将大大推动DNA测序技术以及个性化医疗的发展。

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