時間總是過得很快，2016年馬上就要過去了，迎接我們的將是嶄新的2017年，2016年，我國有很多優(yōu)秀科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們都做出了意義重大、影響深遠(yuǎn)的研究成果，發(fā)表在國際頂級期刊上。本文中小編盤點了2016年我國科學(xué)家發(fā)表的一些重磅級研究，以饕讀者。

----------結(jié)構(gòu)生物學(xué)----------

1.清華大學(xué) 施一公團(tuán)隊

三小核核糖核蛋白復(fù)合物3.8埃的結(jié)構(gòu)：對剪接體組裝及催化的理解

Science

2016年1月29日，清華大學(xué)生命學(xué)院施一公教授研究組在《Science》雜志就剪接體的結(jié)構(gòu)與機(jī)理研究再發(fā)長文，題為《U4/U6.U5 三小核核糖核蛋白復(fù)合物3.8埃的結(jié)構(gòu)：對剪接體組裝及催化的理解》（The 3.8 A Structure of the U4/U6.U5 tri-snRNP： Insights into Spliceosome Assembly and Catalysis），報道了釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）剪接體組裝過程中的一個關(guān)鍵復(fù)合物U4/U6.U5 tri-snRNP高達(dá)3.8埃分辨率的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上分析了剪接體的組裝機(jī)制，為進(jìn)一步理解剪接體的激活及前體信使RNA（pre-mRNA）剪接反應(yīng)的催化機(jī)制提供了重要分子基礎(chǔ)。該結(jié)構(gòu)與2015年8月施一公研究組報道的分辨率為3.6埃的裂殖酵母（Schizosaccharomycs pombe）剪接體結(jié)構(gòu)的對比揭示了剪接體在pre-mRNA剪接反應(yīng)過程中作為核酶（ribozyme）的催化本質(zhì)，是RNA剪接研究領(lǐng)域的又一重大進(jìn)展。

在該文中，施一公團(tuán)隊探索并優(yōu)化了蛋白提純方案，獲得了性質(zhì)良好的釀酒酵母U4/U6.U5 tri-snRNP復(fù)合物的蛋白樣品，并利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)重構(gòu)出了總體分辨率為3.8埃的三維結(jié)構(gòu)，核心區(qū)域分辨率更是高達(dá)3.0-3.5埃，從而首次將該復(fù)合物分辨率推進(jìn)至近原子分辨率，并搭建了該復(fù)合物的原子模型。

 

2.生命科學(xué)聯(lián)合中心 施一公團(tuán)隊

進(jìn)一步闡明了真核細(xì)胞剪接體復(fù)合物的詳細(xì)作用機(jī)制

Science

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

2015年，中國科學(xué)院院士施一公教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在《科學(xué)》雜志上“背靠背”刊登兩篇重磅論文，首次獲取了真核細(xì)胞剪接體復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述了剪接體對前體mRNA進(jìn)行剪接的基本作用機(jī)理。而在2016年8月28日出版的《科學(xué)》雜志上，施一公教授的課題組再次發(fā)表兩篇關(guān)于剪接體的重量級論文，進(jìn)一步闡明了這一關(guān)鍵復(fù)合體的詳細(xì)作用機(jī)制。

前體mRNA剪接這一最為基本生命過程的重要性不言而喻。然而，我們對它的了解卻受限于剪接體高度復(fù)雜和動態(tài)的結(jié)構(gòu)。組成剪接體個別蛋白的結(jié)構(gòu)可以通過X射線晶體衍射手段去解析，而當(dāng)要研究剪接體的整體結(jié)構(gòu)時則需用到單顆粒冷凍電子顯微技術(shù)。最近，清華大學(xué)施一公教授的課題組在這一領(lǐng)域再度取得重大突破。他們首次以3.5埃和3.4埃的高分辨率分別解析了釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）Bact和C剪接體的整體結(jié)構(gòu)。上述研究成果以兩篇論文的形式于8月28日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

▲Bact剪接體結(jié)構(gòu)（圖片來源：《Science》）

▲C剪接體結(jié)構(gòu)（圖片來源：《Science》）

該重要發(fā)現(xiàn)為理解mRNA的成熟過程提供了寶貴的信息，以幫助人們在分子水平上構(gòu)建出一幅mRNA剪接過程的微觀而宏大的圖景。

 

3 .清華大學(xué)、中科院微生物所 顏寧、高福團(tuán)隊

NPC1蛋白介導(dǎo)膽固醇轉(zhuǎn)運和埃博拉病毒入侵的分子機(jī)制

Cell

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

6月2日《細(xì)胞》發(fā)表了一篇題為《NPC1蛋白介導(dǎo)膽固醇轉(zhuǎn)運和埃博拉病毒入侵的分子機(jī)制》的研究論文，此研究系清華大學(xué)顏寧課題組與中國疾控中心、中科院微生物組高福院士課題組合作的一項最新成果，在世界上首次解析出NPC1蛋白的清晰結(jié)構(gòu)，并初步揭示了它的工作過程，從而為干預(yù)、治療罕見遺傳疾病"尼曼-皮克病"和埃博拉病毒打開了新大門。

NPC1是一個由1278個氨基酸組成并含有13次跨膜螺旋的膜蛋白，該論文在國際學(xué)術(shù)界首次報道了人源膽固醇轉(zhuǎn)運蛋白NPC1的4.4埃分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。并分析探討了NPC1和NPC2兩個蛋白協(xié)作介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)運的分子機(jī)制，同時為理解NPC1介導(dǎo)埃博拉病毒入侵的分子機(jī)制提供了分子基礎(chǔ)。

 

4.清華大學(xué) 顏寧團(tuán)隊

解構(gòu)鈣離子通道蛋白

Nature

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

最近，顏寧教授的團(tuán)隊取得關(guān)鍵突破，通過改進(jìn)實驗條件，將解析Cav1.1結(jié)構(gòu)的分辨率提高到了3.6埃，從而揭示了這一重要的離子通道蛋白之前尚未解析的工作機(jī)理細(xì)節(jié)。這一成果發(fā)表于《Nature》期刊上。

顏寧教授課題組的工作為我們首次提供了一個較為完整的Cav1.1通道蛋白的近原子結(jié)構(gòu)模型，為對肌肉興奮收縮偶聯(lián)過程進(jìn)行根本性的解讀提供了基礎(chǔ)。不僅如此，Cav1.1通道蛋白結(jié)構(gòu)的成功解析使得與之進(jìn)化上相近的Ca2+或Na+離子通道蛋白的同源建模和工程改造成為可能，為解讀這兩類通道蛋白功能和相關(guān)病理提供可行的三維結(jié)構(gòu)模型，并為基于上述結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計提供了重要基礎(chǔ)。

5.中國科學(xué)院生物物理研究所 柳振峰研究組、章新政研究組與常文瑞-李梅研究組

首次解析了菠菜光系統(tǒng)II-捕光復(fù)合物II超級膜蛋白復(fù)合體（PSII-LHCII supercomplex）的高精度三維結(jié)構(gòu)

Nature

中國科學(xué)院生物物理研究所柳振峰研究組、章新政研究組與常文瑞/李梅研究組通力合作，聯(lián)合攻關(guān)，通過單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，在3.2埃分辨率下解析了高等植物（菠菜）光系統(tǒng)II-捕光復(fù)合物II超級膜蛋白復(fù)合體（PSII-LHCII supercomplex）的三維結(jié)構(gòu)。該項研究工作于2016年6月2日在《自然》發(fā)表。

在對高等植物光系統(tǒng)II超大膜蛋白復(fù)合物樣品的分離制備和晶體學(xué)研究方法長期探索的基礎(chǔ)上，該研究團(tuán)隊及時引進(jìn)并應(yīng)用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，通過聯(lián)合三個課題組的優(yōu)勢科研力量并發(fā)揮各自的特長，團(tuán)結(jié)奮戰(zhàn)，協(xié)作攻關(guān)，以最高的效率在較短的時期內(nèi)取得了突破性進(jìn)展，高質(zhì)量完成了該項具有高度挑戰(zhàn)性的國際前沿研究課題。

本文在對菠菜PSII-LHCII超級復(fù)合物內(nèi)部高度復(fù)雜的色素網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，首次揭示了LHCII、CP29以及CP26向核心天線復(fù)合物CP43或CP47傳遞能量的途徑。同時，還對在光保護(hù)過程中發(fā)揮作用的潛在能量淬滅位點進(jìn)行了定位。研究結(jié)果對于進(jìn)一步在分子水平理解PSII-LHCII超級復(fù)合物中的能量傳遞時間動力學(xué)和光保護(hù)機(jī)理具有重要意義。

 

6.中國科學(xué)院生物物理研究所生物大分子國家重點實驗室、上?？萍即髮W(xué)

獲得迄今為止最為清晰的大麻素1型受體的結(jié)構(gòu)圖

Cell

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

在一項研究中，來自中國科學(xué)院生物物理研究所生物大分子國家重點實驗室和上?？萍即髮W(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員獲得迄今為止最為清晰的導(dǎo)致與大麻相關(guān)的“high”的大麻素1型受體（cannabinoid receptor 1， CB1）的結(jié)構(gòu)圖。CB1的三維結(jié)構(gòu)圖揭示出四氫大麻酚（THC）等分子如何結(jié)合到CB1上，其中已發(fā)現(xiàn)CB1嵌入到很多神經(jīng)細(xì)胞的表面中。這可能解釋了旨在模擬大麻制品使用但不會產(chǎn)生“high”的止痛藥能夠?qū)е虏幌氲降母弊饔?，這就為開發(fā)未來的療法奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年10月20日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Crystal Structure of the Human Cannabinoid Receptor CB1”。

 

7.清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心、日本弘前大學(xué) 高寧課題組、Hyouta Himeno團(tuán)隊

揭示新的non-stop mRNA翻譯終止機(jī)制

Nature

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

2016年12月1日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心高寧課題組和合作者在《Nature》在線發(fā)表題為Mechanistic insights into the alternative translation termination by ArfA and RF2的研究論文。該論文報道了大腸桿菌中non-stop mRNA在核糖體上的翻譯終止?fàn)顟B(tài)復(fù)合物的高分辨冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，并揭示了ArfA在non-stop mRNA翻譯終止過程中的作用機(jī)制。

高寧課題組在體外組裝了ArfA/RF2、non-stop mRNA、tRNA與70S核糖體的復(fù)合物，并獲得了該復(fù)合物的高分辨冷凍電鏡結(jié)構(gòu)（3埃分辨率，核心區(qū)域接近2.6埃）。

這項研究展示了自然界的一種奇妙的功能模擬機(jī)制：具有極大結(jié)構(gòu)柔性的小蛋白可以通過結(jié)構(gòu)模擬來取代mRNA上的三堿基終止密碼子的功能。值得一提的是，在這項工作發(fā)表的同一天，Nature和Science同時在線發(fā)表了來自德國（慕尼黑大學(xué)Wilson實驗室）和英國（MRC Ramakrishnan實驗室，2009 Nobel化學(xué)獎）科學(xué)家的相似的工作。

8.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生科院/作物遺傳改良國家重點實驗室 殷平

N6腺嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3-METTL14蛋白復(fù)合體晶體結(jié)構(gòu)

Nature

2016年6月23日，國際學(xué)術(shù)期刊《Nature》發(fā)表了華中農(nóng)大生科院/作物遺傳改良國家重點實驗室殷平教授結(jié)構(gòu)生物學(xué)團(tuán)隊關(guān)于N6腺嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶METTL3-METTL14蛋白復(fù)合體晶體結(jié)構(gòu)的最新科研進(jìn)展。論文以“Structural basis of N6-adenosine methylation by the METTL3-METTL14 complex”為題，首次報道了METTL3-METTL14蛋白復(fù)合體晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)揭示了RNA N6腺嘌呤甲基化修飾過程中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，并為進(jìn)一步研究m6A功能和藥物篩選提供了思路。此研究是表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的一項突破。

 

9.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)  蔡剛課題組、王偉武課題組、劉海燕課題組

首次揭示ATM激酶精細(xì)三維結(jié)構(gòu)

Nature Communications

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

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)蔡剛課題組與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王偉武課題組、中國科大劉海燕課題組合作，首次揭示了毛細(xì)血管擴(kuò)張共濟(jì)失調(diào)癥突變蛋白——ATM激酶的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)，為理解ATM激酶活性嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控的分子機(jī)制以及研發(fā)新型腫瘤放療的增敏劑提供了重要線索，該研究成果發(fā)表于5月27日的《自然·通訊》上。

蔡剛課題組經(jīng)過大量系統(tǒng)嘗試，克服了重重困難獲得了高純度、高均一度、有活性的ATM激酶，并順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凍電鏡（Cryo-EM）數(shù)據(jù)的收集，解析了分辨率8.7埃的ATM激酶的三維結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是ATM個冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了ATM激酶的各個結(jié)構(gòu)域及其之間的相互作用。尤其是ATM同源二聚體呈現(xiàn)出張開翅膀的蝴蝶構(gòu)象，二聚體的相互作用界面清晰可辨；激酶活性區(qū)域位于蝴蝶的頭部，分辨率相對較高，其原子結(jié)構(gòu)模型得到構(gòu)建，并顯示出底物結(jié)合的位點。該研究揭示了ATM 激酶活性嚴(yán)謹(jǐn)調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

 

----------微生物與免疫----------

10.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院微生物研究所  李向東、高福團(tuán)隊

發(fā)現(xiàn)寨卡病毒對男性生殖系統(tǒng)或有影響

Cell

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

北京時間2016年11月22日，國際學(xué)術(shù)刊物《Cell》雜志在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李向東課題組與中國科學(xué)院微生物研究所研究員、中科院院士高福團(tuán)隊合作的一項最新發(fā)現(xiàn)。這支來自中國的聯(lián)合團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，寨卡病毒在小鼠模型中可以引起睪丸損傷并最終導(dǎo)致雄性不育。這一發(fā)現(xiàn)從新的角度揭示了寨卡病毒影響人類健康的可能性。

這一發(fā)現(xiàn)找到了寨卡病毒通過精液傳播的科學(xué)依據(jù)，也提示該病毒通過性傳播引起的進(jìn)一步的危害。作為中國疾病預(yù)防控制中心副主任，高福對病毒的這一特性充滿警覺：“中國剛剛開放了二孩政策，那么寨卡病毒就有可能會影響我們國家下一代的健康。建議國家高度重視這種病毒的防控。”

 

11.中國科學(xué)院微生物研究所、中國疾病預(yù)防控制中心 高福研究團(tuán)隊

埃博拉病毒糖蛋白結(jié)合內(nèi)吞體受體NPC1的分子機(jī)制

Cell

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

2016年1月14日，國際學(xué)術(shù)期刊Cell 在線發(fā)表中國科學(xué)院微生物研究所、中國疾病預(yù)防控制中心高福研究團(tuán)隊的文章Ebola Viral Glycoprotein Bound to Its Endosomal Receptor Niemann-Pick C1（《埃博拉病毒糖蛋白結(jié)合內(nèi)吞體受體NPC1的分子機(jī)制》），從分子水平闡釋了一種新的病毒膜融合激發(fā)機(jī)制（第五種機(jī)制），這種新型機(jī)制與之前病毒學(xué)家們熟知的四種病毒膜融合激發(fā)機(jī)制都大為不同，成為近年來國際病毒學(xué)領(lǐng)域的一大突破；該研究為抗病毒藥物設(shè)計提供了新靶點。

該研究加深了人們對埃博拉病毒入侵機(jī)制的認(rèn)識，為應(yīng)對埃博拉病毒病疫情及防控提供重要的理論基礎(chǔ)。

12.清華大學(xué) 向燁

中和埃博拉病毒的人保護(hù)性抗體的結(jié)構(gòu)和分子基礎(chǔ)

Science

2016年3月18日清華大學(xué)向燁課題組Science發(fā)表的文章報告了兩個人源單克隆抗體，mAb100和mAb114對非人類的靈長類動物的所有埃博拉病毒癥狀，包括病毒血癥起保護(hù)作用。此外單獨用mAb114靜脈注射治療治療，即使是感染5天后，也可以對獼猴起保護(hù)作用防止其染病和死亡。而對照的獼猴顯示出埃博拉病毒癥的特征，九天后死亡。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院的向燁研究員和NIH的Nancy J. Sullivan為文章的共同通訊作者。

研究顯示mAb114與埃博拉病毒核心的糖蛋白結(jié)合而中和病毒。埃博拉病毒的糖蛋白，被稱為受體結(jié)合域，先前被認(rèn)為用抗體對此區(qū)域是遙不可及的。因為它被病毒其它的部分很好地保護(hù)起來，只在病毒進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部后暴露。這是個被證實的通過和病毒的細(xì)胞受體結(jié)合而中和病毒的抗體。

該研究建議mAb114可以作為一種有效的療法，值得進(jìn)一步探索。這些結(jié)果表述了這兩個保護(hù)性抗體作用的基礎(chǔ)，并可能促進(jìn)治療和疫苗的發(fā)展。

 

13.清華大學(xué) 向燁

揭示了細(xì)菌病毒突破宿主細(xì)胞內(nèi)膜新機(jī)制

Nature

2016年6月23日，《Nature》雜志發(fā)表了清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院向燁研究組題為“The bacteriophage φ29 tail knob protein possesses a pore-forming loop for cell membrane penetration”的研究論文，論文揭示了細(xì)菌病毒突破宿主細(xì)胞內(nèi)膜新機(jī)制。

論文通過對細(xì)菌病毒φ29尾部蛋白gp9(gene protein 9)結(jié)構(gòu)及生化研究，發(fā)現(xiàn)病毒利用gp9的一段疏水性肽段在宿主細(xì)胞膜上形成孔道，并通過其注射基因組DNA入宿主細(xì)胞內(nèi)。通過比較噬菌體φ29尾部末端蛋白gp9全長和突變體gp9△417-491的晶體結(jié)構(gòu)，向燁實驗組發(fā)現(xiàn)gp9蛋白能夠形成六聚體通道結(jié)構(gòu)。

 

14.浙江大學(xué)免疫學(xué)研究所 曹雪濤團(tuán)隊

找到抗病毒免疫細(xì)胞"開關(guān)"

自然-免疫學(xué)

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

免疫系統(tǒng)作為機(jī)體的自衛(wèi)系統(tǒng)，主要是依靠免疫細(xì)胞的防御功能，但免疫細(xì)胞又是如何識別外來病毒，如何自主進(jìn)行防御工作的呢？

中國工程院院士曹雪濤團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)DNA甲基化酶Dnmt3a能夠使天然免疫細(xì)胞針對病毒感染處于高敏感狀態(tài)，一旦識別病毒入侵就可以顯著產(chǎn)生干擾素和啟動抗病毒天然免疫反應(yīng)。此研究結(jié)果于5月30日的《自然-免疫學(xué)》上在線發(fā)表。

研究人員選擇能夠通過調(diào)控DNA甲基化來決定基因表達(dá)的"表觀遺傳調(diào)控分子"為觀察點，經(jīng)篩選發(fā)現(xiàn)DNA甲基化酶Dnmt3a能夠促進(jìn)天然免疫細(xì)胞高效釋放I型干擾素。研究結(jié)果表明，DNA甲基化能夠維持抗病毒信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵分子高表達(dá)，為天然細(xì)胞在病毒入侵時及時高效啟動抗病毒免疫反應(yīng)做充分準(zhǔn)備。該發(fā)現(xiàn)揭示了抗病毒免疫應(yīng)答新型表觀遺傳機(jī)制，也為病毒感染性疾病防治提供了新的分子靶點。

 

15.中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院 許琛琦、李伯良

通過調(diào)節(jié)膽固醇代謝增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)

Nature

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

國際學(xué)術(shù)期刊Nature于2016年3月16日在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所分子生物學(xué)國家重點實驗室/國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心（上海）許琛琦研究組和分子生物學(xué)國家重點實驗室李伯良研究組的合作研究成果：“通過調(diào)節(jié)膽固醇代謝增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)” (Potentiatingthe antitumour response of CD8+T cells by modulating cholesterol metabolis)。

該成果發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)膽固醇代謝可以調(diào)控T細(xì)胞的抗腫瘤活性，鑒定了腫瘤免疫治療的新靶點——膽固醇酯化酶ACAT1以及相應(yīng)的小分子藥物前體，為開發(fā)新的腫瘤免疫治療方法奠定了基礎(chǔ)。

該研究報告了一個新的機(jī)制：小鼠CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤反應(yīng)可以通過調(diào)節(jié)膽固醇代謝增強(qiáng)。膽固醇是細(xì)胞脂質(zhì)的重要組成部分，之前的研究已經(jīng)證明它在T細(xì)胞受體聚類和T細(xì)胞免疫突觸中是必須的。

ACAT1，既定的目標(biāo)為動脈粥樣硬化，成為癌癥免疫治療的潛在靶點。該研究為癌癥免疫治療提供了新的思路和方法。

 

16.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院 劉雅紅團(tuán)隊

從動物身上分離出對碳青霉烯和粘菌素同時耐藥的大腸桿菌，并在該菌株中發(fā)現(xiàn)兩個耐藥基因，進(jìn)而提出了雜合質(zhì)粒形成模型

Nature Microbiology

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

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院教授劉雅紅團(tuán)隊，在持續(xù)的耐藥性監(jiān)測過程中，從動物身上分離出對碳青霉烯和粘菌素同時耐藥的大腸桿菌，并在該菌株中發(fā)現(xiàn)兩個耐藥基因，進(jìn)而提出了雜合質(zhì)粒形成模型，為后續(xù)研究提供了范本。文章發(fā)表于《自然-微生物學(xué)》（Nature Microbiology）。

在人類健康備受細(xì)菌耐藥性問題威脅的背景下，國家獸醫(yī)微生物耐藥性風(fēng)險評估實驗室劉雅紅團(tuán)隊在持續(xù)的耐藥性監(jiān)測過程中，從一只患病的寵物貓中分離一株對碳青霉烯和粘菌素同時耐藥的大腸桿菌，并同進(jìn)一步的分子生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，這株大腸桿菌同時攜帶blaNDM-5和mcr-1兩個耐藥基因，且兩個基因同時位于一個可接合轉(zhuǎn)移的雜合質(zhì)粒中?；诖耍芯咳藛T提出了雜合質(zhì)粒形成的模型，為后續(xù)進(jìn)一步研究相似的雜合質(zhì)粒提供了可行的范本。

 

17.北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室 周德敏/張禮和課題組

發(fā)明病毒直接轉(zhuǎn)化疫苗新技術(shù)

Science

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

12月2日，國際頂級期刊《Science》發(fā)表了北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室主任周德敏教授/張禮和院士課題組的突破性研究進(jìn)展，他們以流感病毒為模型，發(fā)明了人工控制病毒復(fù)制從而將病毒直接轉(zhuǎn)化為疫苗的技術(shù)，該研究成果被稱為是一種“革命性”或“顛覆性”的發(fā)現(xiàn)。論文題為“Generation of Influenza A Viruses as Live but Replication-Incompetent Virus Vaccines”。

在國家創(chuàng)新藥物專項、基金委和國家“973”計劃的支持下，周德敏/張禮和課題組發(fā)現(xiàn)的這種人工控制病毒復(fù)制從而將病毒直接轉(zhuǎn)化為疫苗的技術(shù)，即在保留病毒完整結(jié)構(gòu)和感染力的情況下，僅突變病毒基因組的一個三聯(lián)碼，使流感病毒由致命性傳染源變?yōu)榱祟A(yù)防性疫苗，再突變?nèi)齻€以上三聯(lián)碼，病毒由預(yù)防性疫苗變?yōu)橹委煵《靖腥镜乃幬?。并且隨著三聯(lián)碼數(shù)目的增加而藥效增強(qiáng)。這一“四兩撥千斤”技術(shù)不僅使疫苗研發(fā)不再復(fù)雜，而且擺脫了對病毒生物學(xué)知識獲得的依賴，并適用于幾乎所有病毒。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了病毒疫苗研發(fā)的理念，成就了活病毒疫苗的重大突破。

 

----------干細(xì)胞----------

18.中國科學(xué)院動物研究所 周琪、李衛(wèi)

鼠-兔異種雜合二倍體胚胎干細(xì)胞的產(chǎn)生和運用

Cell

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

中國科學(xué)院動物研究所周琪實驗室創(chuàng)造出一種新型干細(xì)胞——異種雜合二倍體胚胎干細(xì)胞，這是首例人工創(chuàng)建的、以穩(wěn)定二倍體形式存在的異種雜合胚胎干細(xì)胞，為研究進(jìn)化上不同物種間性狀差異的分子機(jī)制和X染色體失活提供了新型的有利工具。相關(guān)成果在2016年1月14日的國際期刊Cell上發(fā)表。

近年來，周琪團(tuán)隊通過細(xì)胞融合技術(shù)將小鼠孤雄（雌）和大鼠孤雌（雄）單倍體干細(xì)胞融合，從而繞開了小鼠和大鼠的精卵融合后無法發(fā)育的生殖隔離障礙，獲得了異種雜合二倍體胚胎干細(xì)胞。

這項成果是首例人工創(chuàng)建的、以穩(wěn)定二倍體形式存在的異種雜合胚胎干細(xì)胞，它們包含大鼠和小鼠基因組各一套，并且異源基因組能以二倍體形式穩(wěn)定存在。異種雜合二倍體干細(xì)胞能夠分化形成各種類型的雜種體細(xì)胞以及早期生殖細(xì)胞，并展現(xiàn)出兼具兩個物種特點的獨特的基因表達(dá)模式和性狀，以及獨特的X染色體失活方式，從而為從天然存在生殖隔離的物種制備包含穩(wěn)定二倍體基因組的雜交干細(xì)胞提供了新方法。這些具有胚胎干細(xì)胞特性的異種二倍體雜合干細(xì)胞將為進(jìn)化生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)等研究提供新的模型和工具，從而完成更多的生物學(xué)新發(fā)現(xiàn)。

 

19.清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院 沈曉驊研究組

揭示長鏈非編碼RNA順式調(diào)控基因表達(dá)的新模式

Cell Stem Cell

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

國際學(xué)術(shù)期刊Cell Stem Cell（《細(xì)胞·干細(xì)胞》）于2016年3月在線發(fā)表了清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院沈曉驊研究組的最新研究成果“Divergent lncRNAs regulate gene expression and lineage differentiation in pluripotent cells”（反義長鏈非編碼RNA調(diào)控基因表達(dá)和多能干細(xì)胞分化），系統(tǒng)揭示了長鏈非編碼RNA順式調(diào)控基因組上鄰近基因的表達(dá)，以及它們在干細(xì)胞分化和發(fā)育中的作用。

這一研究發(fā)現(xiàn)從一個更高的層面上揭示出lncRNAs順式調(diào)控鄰近蛋白編碼基因是一種廣泛存在的轉(zhuǎn)錄調(diào)控新模式?；谝陨享樖秸{(diào)控規(guī)律，人們可以根據(jù)鄰近已知蛋白編碼基因的功能，預(yù)測出大量未經(jīng)鑒定的非編碼lncRNA的功能。這種功能上的預(yù)測，將幫助科研人員更好地設(shè)計實驗和研究未知lncRNA，對全面認(rèn)識非編碼基因組的功能、基因表達(dá)調(diào)控和生物體發(fā)育具有重要意義。

20.杭州師范大學(xué) 鞠振宇課題組

揭示了長壽基因Sirt6在造血干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持過程中的重要作用

Cell Stem Cell

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

杭州師范大學(xué)教授鞠振宇課題組揭示了長壽基因Sirt6在造血干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持過程中的重要作用，相關(guān)成果日前發(fā)表于《細(xì)胞—干細(xì)胞》。

Sirtuin是機(jī)體中廣泛存在的一類依賴組蛋白去乙?；?，通過作用于不同的底物，廣泛參與應(yīng)激反應(yīng)、脂肪酸氧化、能量代謝等生理過程的穩(wěn)態(tài)調(diào)控。Sirtuin隨年齡增長表達(dá)水平逐漸降低。鞠振宇課題組發(fā)現(xiàn)Sirtuin家族成員SIRT6缺失引起Wnt信號通路的活性上調(diào)，迫使造血干細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期增殖，最終導(dǎo)致了造血干細(xì)胞的耗竭；而利用Wnt通路抑制劑ICG001可以逆轉(zhuǎn)Sirt6基因敲除的造血干細(xì)胞的過度增殖和耗竭。

該研究結(jié)果對延緩干細(xì)胞衰老和防治骨髓衰竭性疾病有重要的科學(xué)意義。同時，該項研究首次揭示了SIRT6可以從表觀遺傳學(xué)的層面調(diào)控造血干細(xì)胞發(fā)育和衰老過程中的重要通路，這對深入理解SIRT6對成體干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持和衰老的調(diào)控及探索干細(xì)胞衰老相關(guān)疾病的干預(yù)具有重要的意義。

 

21.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院、北京大學(xué)生物光學(xué)動態(tài)成像中心、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院天津血液病醫(yī)院 劉兵、湯富酬、袁衛(wèi)平

造血干細(xì)胞起源獲單細(xì)胞尺度解析

Nature

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

《自然》雜志于2016年5月19日以長文形式在線發(fā)表中國科學(xué)家劉兵課題組、湯富酬課題組和袁衛(wèi)平課題組合作在造血干細(xì)胞起源研究中取得的重要突破。其通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析、單細(xì)胞誘導(dǎo)移植、組織特異性基因敲除等多種研究手段，首次在單細(xì)胞尺度實現(xiàn)小鼠造血干細(xì)胞發(fā)育全過程的深度解析。

研究針對HSC發(fā)育過程中具有代表性的5類細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序，揭示了pre-HSC在轉(zhuǎn)錄活性、代謝狀態(tài)、動脈基因表達(dá)、信號通路和轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)等方面的突出特征。利用血管內(nèi)皮細(xì)胞和造血細(xì)胞特異性的兩種基因敲除小鼠，闡明Rictor基因在HSC發(fā)生過程中的特異性調(diào)控作用。此外，測序數(shù)據(jù)挖掘和功能實驗證實pre-HSC具有細(xì)胞周期狀態(tài)的異質(zhì)性，部分細(xì)胞增殖活躍。最后，通過與更多細(xì)胞群體測序數(shù)據(jù)的比對分析，發(fā)掘出pre-HSC的98個特征基因。

 

22.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院野戰(zhàn)輸血研究所 王韞芳研究員、裴雪濤研究員團(tuán)隊

首次將胃細(xì)胞轉(zhuǎn)變成肝和胰腺細(xì)胞

Cell Stem Cell

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

軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院野戰(zhàn)輸血研究所王韞芳研究員、裴雪濤研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊取得了一項革命性研究成果——他們利用小分子化合物技術(shù)，成功將人體胃上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變成多種潛能的內(nèi)胚層祖細(xì)胞，后者可以被誘導(dǎo)分化為成熟的肝細(xì)胞、胰腺細(xì)胞和腸道上皮細(xì)胞等，為將來利用干細(xì)胞技術(shù)治療終末期肝病、糖尿病等帶來新的希望。2016年7月21日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《Cell Stem Cell》雜志在線發(fā)表了這一重要成果。

專家介紹，該項研究突破了經(jīng)典重編程對轉(zhuǎn)錄因子的依賴，豐富了干細(xì)胞再生生物學(xué)的理論體系，在國際上首次實現(xiàn)了利用小分子化合物誘導(dǎo)人體胃上皮細(xì)胞直接轉(zhuǎn)換為內(nèi)胚層祖細(xì)胞，為成熟肝細(xì)胞、胰腺細(xì)胞等內(nèi)胚層來源的功能性細(xì)胞提供了安全、可控、有效的種子細(xì)胞來源，在個性化再生醫(yī)學(xué)治療、藥物篩選和疾病模型構(gòu)建中具有廣闊的應(yīng)用前景。利用該技術(shù)原理，人類有望實現(xiàn)其他組織細(xì)胞的命運轉(zhuǎn)換，及其特定類型的疾病治療和創(chuàng)傷組織修復(fù)再生。

23.北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院 周永勝研究小組

找到利用脂肪干細(xì)胞治療骨缺陷疾病的新靶點

Stem Cell Reports

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

北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院周永勝研究小組在國際學(xué)術(shù)期刊Stem Cell Reports上發(fā)表了一項最新研究進(jìn)展，他們發(fā)現(xiàn)一種microRNA能夠通過影響脂肪干細(xì)胞的信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)骨生成，該研究為利用脂肪干細(xì)胞治療骨質(zhì)疏松等疾病提供了新的方向。

該研究發(fā)現(xiàn)MiR-34a在人類脂肪來源干細(xì)胞（hASC）向骨方向分化的過程中會出現(xiàn)表達(dá)上調(diào)。通過進(jìn)一步分析，他們發(fā)現(xiàn)MiR-34a能夠從轉(zhuǎn)錄后水平抑制RBP2基因的表達(dá)。除此之外，MiR-34a還可以下調(diào)NOTCH1和CYCLIN D1的表達(dá)，從而通過靶向RBP2， NOTCH1和CYCLIN D1上調(diào)骨生成過程中關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子RUNX2的表達(dá)。

該研究結(jié)果表明MiR-34a通過影響RBP2/NOTCH1/CYCLIN D1調(diào)控網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)了hASC向骨方向的分化，因此以MiR-34a可能是骨再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的一個新靶點。

24.同濟(jì)大學(xué) 唐定國團(tuán)隊

發(fā)現(xiàn)人致命性前列腺癌根源可能在于正常的基底干細(xì)胞

Nature Communications

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

在一項研究中，來自中國同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院和美國德州大學(xué)MD安德森癌癥中心的研究人員證實人前列腺基底細(xì)胞層含有成體干細(xì)胞，而且這些成體干細(xì)胞具有一種獨特的類似于最為致命性前列腺癌的基因表達(dá)譜。這些關(guān)于前列腺細(xì)胞的新發(fā)現(xiàn)可能有助于人們在未來開發(fā)出新的療法來醫(yī)治侵襲性的和抵抗治療的前列腺癌。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月29日在線發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“Stem cell and neurogenic gene-expression profiles link prostate basal cells to aggressive prostate cancer”。

論文通訊作者唐定國博士說，“人前列腺是否含有成體干細(xì)胞，如果存在，那么它們位于基底細(xì)胞層（basal cell layer）或者腔細(xì)胞層（luminal cell compartment）內(nèi)部何處，一直充滿極大爭議。我們的研究提供確定性的證據(jù)證實前列腺基底細(xì)胞層容納著自我更新的干細(xì)胞，而且這些干細(xì)胞富含干細(xì)胞特異性基因。”

----------生殖科學(xué)----------

25.復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院、遺傳工程國家重點實驗室及遺傳與發(fā)育協(xié)同創(chuàng)新中心 王磊課題組

揭示卵子無法成熟原因

新英格蘭醫(yī)學(xué)

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

1月21日，國際頂級醫(yī)學(xué)雜志《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》以原創(chuàng)論文的形式發(fā)表了復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院副研究員、遺傳工程國家重點實驗室及遺傳與發(fā)育協(xié)同創(chuàng)新中心PI王磊課題組的科研論文“TUBB8基因突變致人類卵子減數(shù)分裂阻滯”。

該研究首次發(fā)現(xiàn)了部分卵子成熟障礙患者的孟德爾遺傳特點，綜合運用遺傳學(xué)及功能基因組學(xué)方法，利用遺傳病例、細(xì)胞、酵母、鼠及人卵，在國際上次發(fā)現(xiàn)人類基因TUBB8的突變導(dǎo)致卵子減數(shù)分裂阻滯。部分突變來自于患者父親，部分突變?yōu)樾掳l(fā)突變。這些突變會造成蛋白質(zhì)體外折疊異常，干擾細(xì)胞微管網(wǎng)絡(luò)的形成、影響酵母微管的動力學(xué)、破壞鼠及人卵子紡錘體的組裝，從而引起卵子成熟失敗。該研究系統(tǒng)解析了相關(guān)突變的致病機(jī)制并建立了突變與疾病的因果關(guān)系，在女性不孕、卵子減數(shù)分裂、微管功能機(jī)制等方面都具有十分重要的意義，為這類病人的精確分子診斷、遺傳咨詢及分子治療提供了理論依據(jù)。

 

26.中國科學(xué)院動物所、中國科學(xué)院動物所、上海生命科學(xué)院營養(yǎng)所 周琪、段恩奎、翟琦巍

精子的tsRNAs促進(jìn)獲得性代謝紊亂的跨代遺傳

Science

中國科學(xué)院動物所周琪、段恩奎研究組與上海生命科學(xué)院營養(yǎng)所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導(dǎo)的父代肥胖小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)一類成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可為一種表觀遺傳信息的載體，將高脂誘導(dǎo)的父代代謝紊亂表型傳遞給子代，成果發(fā)表于2016年1月22日的Science。

研究組通過將高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的精子總RNA注射進(jìn)正常的受精卵，發(fā)現(xiàn)其出生的子代小鼠在正常飲食下也會出現(xiàn)類似于父代肥胖小鼠的糖代謝紊亂，這提示肥胖小鼠精子RNA中攜帶有傳遞父代獲得性性狀的表觀遺傳信息。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：父代肥胖小鼠模型中精子tsRNA的表達(dá)譜以及RNA修飾譜均發(fā)生了顯著的變化。注射肥胖小鼠精子tsRNA的早期胚胎以及后代小鼠胰島的轉(zhuǎn)錄組發(fā)生了明顯變化，變化基因集中在代謝通路上；但這些變化與基因CpG島的DNA甲基化程度并不相關(guān)。

本研究從精子RNA角度為研究獲得性性狀的跨代遺傳現(xiàn)象開拓了全新的領(lǐng)域。

 

27.中國科學(xué)院動物研究所、中國科技大學(xué)、揚州大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué) 沙家豪等

在體外制造出功能性的精子

Cell Stem Cell

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

中國科學(xué)家們終于成功地在實驗室中產(chǎn)生有功能性的小鼠精子。為了完成這一壯舉，來自中國科學(xué)院動物研究所、中國科技大學(xué)、揚州大學(xué)、南方醫(yī)科大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員首先誘導(dǎo)小鼠胚胎干細(xì)胞產(chǎn)生功能性的精子樣細(xì)胞（sperm-like cells），然后將這種精子樣細(xì)胞注入小鼠卵細(xì)胞中產(chǎn)生能生育的小鼠后代。相關(guān)研究結(jié)果于2016年2月25日在線發(fā)表在Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro”。

 

28.清華大學(xué) 頡偉

哺乳動物著床前胚胎易接近染色質(zhì)的景觀圖

Nature

來自清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北京大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員報道稱，他們繪制出了哺乳動物著床前胚胎易接近染色質(zhì)的景觀圖。這一重要的研究成果發(fā)布在2016年6月15日的《自然》（Nature）雜志上。領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的頡偉研究員。

在該文中，頡偉研究員和合著者們指出，染色體的狀態(tài)影響了包括基因表達(dá)、DNA復(fù)制和DNA修復(fù)在內(nèi)的一些基本的細(xì)胞過程。

研究人員采用改進(jìn)的ATAC-seq方法結(jié)合CRISPR/Cas9輔助線粒體DNA去除技術(shù)，繪制出了小鼠著床前胚胎中全基因組易接近染色質(zhì)圖譜。他們發(fā)現(xiàn)盡管在DNA甲基化組中呈現(xiàn)廣泛的親代不對稱，在主要合子基因組激活(ZGA)后親代基因組之間的染色體易接近性總體相當(dāng)。轉(zhuǎn)座元件廣泛塑造了早期胚胎中的易接近染色質(zhì)，且與一些順式調(diào)控序列廣泛重疊。出乎意料地是，研究人員還發(fā)現(xiàn)易接近染色體靠近一些活化基因的轉(zhuǎn)錄終止位點。這些研究數(shù)據(jù)揭示出了伴隨早期哺乳動物發(fā)育一種獨特的時空染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。

 

29.同濟(jì)大學(xué)附屬婦嬰保健院 高紹榮研究團(tuán)隊

首次系統(tǒng)地對哺乳動物植入前胚胎組蛋白修飾進(jìn)行全基因組檢測

Nature

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

同濟(jì)大學(xué)附屬婦嬰保健院首席科學(xué)家高紹榮研究團(tuán)隊在國際上首次從全基因組水平上揭示了哺乳動物植入前胚胎發(fā)育過程中的組蛋白H3K4me3和HK27me3修飾建立過程。這一研究成果為優(yōu)化植入前胚胎的質(zhì)量提供可能，有助于提高輔助生殖技術(shù)的成功率，未來將造福更多反復(fù)流產(chǎn)、胚胎停育、不孕不育患者。該成果在9月的《Nature》上發(fā)表。

研究人員表示，將來在輔助生殖技術(shù)的運用中，在胚胎植入前，就可先篩查優(yōu)劣，并有可能優(yōu)化胚胎質(zhì)量，從而提高輔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，為將來提高輔助生殖成功率提供基礎(chǔ)研究和發(fā)展方向。

30.山東大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)研究中心 陳子江團(tuán)隊

首次證明了冷凍胚胎移植可比新鮮胚胎移植帶來更高的活產(chǎn)率

新英格蘭醫(yī)學(xué)

2016年8月11日，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》（NEJM）刊登了陳子江教授課題組的重大研究突破，在國際上首次證明了與移植新鮮胚胎相比，胚胎凍存后移植可帶來較高的活產(chǎn)率，這標(biāo)志著多囊卵巢綜合征臨床治療研究在國際上取得重大突破，為臨床輔助生殖技術(shù)全胚冷凍策略應(yīng)用的安全性、可靠性提供了科學(xué)依據(jù)，具有重要里程碑意義。

研究人員解釋，冷凍胚胎組有更高的活產(chǎn)率，可能是由于懷孕期間體重下降較少，從而出生體重較高。體外受精過程使用的激素和藥物，過度刺激卵巢使其釋放多個卵子，以往認(rèn)為這可能對植入環(huán)境造成一定傷害。移植冷凍的胚胎可以讓女性在體外受精期間從刺激中得以恢復(fù)，也給暴露后的子宮內(nèi)膜脫落的時間。選擇冷凍全胚胎，相當(dāng)于為胚胎創(chuàng)建了健康的環(huán)境，而不是讓它們處在受干擾的環(huán)境中。

 

31.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 田見暉課題組

破解了試管嬰兒性別失衡的奧秘

PNAS

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)田見暉教授團(tuán)隊破解了試管嬰兒性別失衡的奧秘，攻克了困擾人類近30年的國際難題，成果發(fā)表在2016年3月7日的PNAS上.

團(tuán)隊2011年發(fā)現(xiàn)，利用體外受精技術(shù)培育的小鼠存在性別失衡問題。進(jìn)一步研究顯示，體外受精胚胎存在X染色體失活不足問題，推斷這可能是導(dǎo)致性別失衡的主要原因。在此基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)Xist和環(huán)指蛋白12(Rnf12)在IVF引發(fā)的X染色體失活不足問題上發(fā)揮重要作用。

研究發(fā)現(xiàn)了Xist和Rnf12是X染色體失活的關(guān)鍵基因，上調(diào)Rnf12表達(dá)，即可以補(bǔ)償Xist表達(dá)，進(jìn)而有效地逆轉(zhuǎn)了實驗用小鼠IVF胚胎中的性別比例失衡。將視黃酸添加到胚胎植入前的培養(yǎng)基中，激活了Xist表達(dá)，進(jìn)而校正X染色體失活，由此避免出生性別比例失衡。

 

32.南京總醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心聯(lián)合無錫市婦幼保健院生殖中心、北京大學(xué)及億康基因

首次發(fā)表“無創(chuàng)胚胎染色體篩查技術(shù)”

PNAS

由南京總醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心聯(lián)合無錫市婦幼保健院生殖中心、北京大學(xué)及億康基因共同完成的、題為《Noninvasive chromosome screening (NICS) of human embryos by genome sequencing of embryo culture medium for in vitro fertilization》的科研成果在美國國家科學(xué)院院刊《PNAS》在線發(fā)表；這標(biāo)志著由我國獨立研發(fā)的“無創(chuàng)胚胎染色體篩查技術(shù)”(NICS)得到了世界生殖界的認(rèn)可，也代表著我國科研人員的自主研發(fā)能力已躋身于世界前列。

此篇由中國生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家共同研發(fā)的、發(fā)表于《PNAS》上的“無創(chuàng)胚胎染色體篩查技術(shù)—NICS”研究成果，是從安全性與無創(chuàng)性的角度，對傳統(tǒng)的PGS(胚胎植入前遺傳學(xué)篩查)的“胚胎活檢”方式提出了顛覆性的創(chuàng)新思路與方法。

此次《PNAS》文章的發(fā)表，將推動此項“中國創(chuàng)造”的創(chuàng)新成果走出中國邁向世界；未來，隨著NICS技術(shù)在全球范圍內(nèi)被越來越多的研究人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)所熟悉與認(rèn)可，以無創(chuàng)胚胎染色體篩查技術(shù)(NICS)為代表的一系列非侵入、更安全的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)將推動整個精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域向更健康、可持續(xù)的方向發(fā)展。

 

----------基因編輯----------

33.哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院 黃志偉

首次揭示了世界上最新發(fā)現(xiàn)的基因編輯系統(tǒng)CRISPR-Cpf1識別crRNA以及剪切pre-crRNA機(jī)制

Nature

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

2016年4月21日，《自然》雜志在線發(fā)表了哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院黃志偉教授研究論文。該研究在國際上首次揭示了世界上最新發(fā)現(xiàn)的基因編輯系統(tǒng)CRISPR-Cpf1識別crRNA以及剪切pre-crRNA機(jī)制。該發(fā)現(xiàn)將實現(xiàn)對DNA的目的基因進(jìn)行“關(guān)閉”“恢復(fù)”和“切換”等精準(zhǔn)操作，將人類戰(zhàn)勝癌癥等疑難疾病夢想向前推進(jìn)一大步。

黃志偉團(tuán)隊通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生化研究手段首次揭示了CRISPR-Cpf1系統(tǒng)的關(guān)鍵工作機(jī)理，對認(rèn)識細(xì)菌如何通過CRISPR系統(tǒng)抵抗病毒入侵的分子機(jī)理具有重要科學(xué)意義。該系統(tǒng)與原有基因編輯技術(shù)有兩點不同，即剪輯機(jī)制不一樣，識別位點不一樣，對日后優(yōu)化該基因編輯系統(tǒng)意義重大。據(jù)悉，Cpf1也是目前解析的世界上唯一一個具有核酸序列特異性且同時具有DNase和RNase活性的核酸酶。

 

34.約翰霍普金斯大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校、北京大學(xué)、中科院北京動物所等 程臨釗、林碩、魏文勝和王皓等

20位學(xué)者聯(lián)名否定NgAgo基因編輯

Protein Cell

2016年11月15日，由高等教育出版社、北京生科院和中國生物物理學(xué)會聯(lián)合創(chuàng)辦的國內(nèi)期刊Protein Cell以Letter形式在線發(fā)表了題為“Questions about NgAgo”的質(zhì)疑文章。這篇Protein Cell文章聯(lián)合了國內(nèi)外20名學(xué)者共同署名，他們分別是：美國NIH人類基因組研究所Shawn Burgess；約翰霍普金斯大學(xué)程臨釗教授；溫州醫(yī)科大學(xué)谷峰教授；中山大學(xué)黃軍就教授、松陽洲教授；哈爾濱工業(yè)大學(xué)黃志偉教授；UCLA林碩教授；中科院上海生化細(xì)胞所李勁松研究員、周斌研究員；中科院北京動物所李衛(wèi)研究員、王皓毅研究員；北大深圳研究院秦偉教授；北大生物動態(tài)光學(xué)成像中心孫育杰研究員、魏文勝研究員；上海交通大學(xué)吳強(qiáng)教授；中科院生物物理所王曉群研究員；北大分子醫(yī)學(xué)研究所熊敬維研究員；北大工學(xué)院席建忠研究員；中科院上海神經(jīng)生物學(xué)研究所楊輝研究員；北京大學(xué)生科院張博教授。本文通訊作者為：程臨釗、林碩、魏文勝和王皓毅。值得注意的是實驗的具體參與者名單列在文后的Footnotes部分。

Protein Cell這篇文章實際上是直接有針對性的對NBT里面的部分實驗進(jìn)行的重復(fù)，即選用韓春雨實驗室提供的質(zhì)粒針對相同的基因設(shè)計gDNA在293T進(jìn)行實驗。該文也針對韓春雨提到的“superb experimental skills”、NgAgo對支原體污染敏感和NBT圖3中對外源轉(zhuǎn)入的GFP抑制的實驗做出了相應(yīng)回應(yīng)，實驗結(jié)果也表明外源轉(zhuǎn)入的GFP表達(dá)確實在共轉(zhuǎn)NgAgo和gDNA后表達(dá)有下降，但是通過測序沒有檢測到任何DNA有被編輯，當(dāng)然也提到這么多獨立實驗室進(jìn)行重復(fù)實驗細(xì)胞都被支原體污染是不現(xiàn)實的。

總的來說，這篇Protein Cell的文章直接駁斥了NgAgo的基因編輯功能，而且回應(yīng)了很多大家十分關(guān)心的問題。隨著質(zhì)疑的學(xué)術(shù)文章慢慢發(fā)表出來，相信NgAgo的真相很快就會浮出水面。

----------藥學(xué)----------

35.中科院上海藥物所、華東理工大學(xué)、湖北生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司 藍(lán)樂夫、李劍等

發(fā)現(xiàn)抗“超級細(xì)菌”感染的藥物靶點

Nature Chemical Biology

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

經(jīng)過近4年的聯(lián)合攻關(guān)，中國科學(xué)院上海藥物研究所與華東理工大學(xué)、湖北生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司等單位的研究人員通力合作，成功發(fā)現(xiàn)一個抗(耐藥)金黃色葡萄球菌感染的藥物作用新靶點——CrtN蛋白。相關(guān)研究論文于2016年1月18日在線發(fā)表于國際期刊《自然·化學(xué)生物學(xué)》(Nature Chemical Biology)。

這項研究揭示了金葡菌金黃色色素合成途徑中的CrtN蛋白是一個具有良好成藥性(Druggability)的抗耐藥金葡菌感染分子靶點，為抗生素替代品特別是抗致病力藥物(Anti-virulence drugs)的研究及開發(fā)提供了嶄新的切入點。同時，該研究也表明已上市藥物萘替芬及其類似物有望發(fā)展成為新型的抗金葡菌感染或金葡菌/真菌混合感染藥物。

 

36.廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 林圣彩課題組

揭開了二甲雙胍降血糖作用背后的機(jī)制，并且找到了該藥抗癌作用相關(guān)的新線索

Cell Metabolism

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

2016年10月11日，廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林圣彩（Sheng-Cai Lin）教授課題組在Cell Metabolism上發(fā)表了題為“Metformin Activates AMPK through the Lysosomal Pathway”的論文，揭開了二甲雙胍降血糖作用背后的機(jī)制，并且找到了該藥抗癌作用相關(guān)的新線索。

總結(jié)來說，這一研究證明了，二甲雙胍通過AXIN/ LKB1-v-ATPase-Ragulator通路不僅激活了AMPK，還抑制了mTORC1，為理解二甲雙胍能夠產(chǎn)生無數(shù)“益處”背后的機(jī)制提供了有價值的分子見解。

----------生物化學(xué)與分子生物學(xué)----------

37.中國科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所

雷鳴、陳勇、李國輝

MLL家族甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

Nature

國際學(xué)術(shù)期刊Nature于2016年2月25日發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所國家蛋白質(zhì)科學(xué)中心雷鳴、陳勇研究組和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李國輝研究組的最新合作研究成果“Structural basis for activity regulation of MLL family methyltransferases”（MLL家族甲基轉(zhuǎn)移酶活性調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)），揭示了組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶MLL家族蛋白活性調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

雷鳴、陳勇和李國輝等課題組通過合作，成功解析了MLL家族蛋白中一系列蛋白單體及蛋白復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，包括兩種MLL家族蛋白（MLL1突變體和MLL3）的SET結(jié)構(gòu)域在apo狀態(tài)下，與RBBP5-ASH2L形成三元復(fù)合物狀態(tài)下，以及與底物結(jié)合形成活性復(fù)合物狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)。他們的成果為深入了解MLL家族組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶在復(fù)合物正確組裝、活性精確調(diào)控等方面提供了堅實的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

 

38.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所天然藥物活性物質(zhì)與功能國家重點實驗室 李平平團(tuán)隊

發(fā)現(xiàn)炎癥致胰島素抵抗及糖尿病的新機(jī)制

Cell

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

《細(xì)胞》雜志發(fā)表了中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所天然藥物活性物質(zhì)與功能國家重點實驗室李平平教授團(tuán)隊的最新研究成果：半乳糖苷凝集素Galectin-3（Gal3）作為連接肥胖、炎癥與IR的關(guān)鍵分子，在糖尿病發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。這項研究提出慢性炎癥導(dǎo)致IR新機(jī)制，為糖尿病的治療提供新藥靶。

李平平團(tuán)隊首次發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞中Gal3誘發(fā)IR，并詳細(xì)闡明Gal3調(diào)控IR的分子機(jī)制。這項研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食喂養(yǎng)的肥胖小鼠血液中Gal3的含量異常升高。Gal3直接作用于胰島素的三大靶器官：抑制肌肉和脂肪組織中胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝??；誘發(fā)肝臟葡萄糖的生成。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Gal3通過C端的碳水化合物識別區(qū)域與糖基化的胰島素受體結(jié)合，降低其酪氨酸磷酸化，從而干擾胰島素信號通路，最終導(dǎo)致IR。這項研究亦發(fā)現(xiàn)肥胖病人血液中Gal3水平顯著增加，同時Gal3能在人肌肉細(xì)胞誘發(fā)IR。以上結(jié)果提示，Gal3可能成為IR和糖尿病的潛在分子藥靶。

 

39.清華大學(xué)、香港中文大學(xué) 薛定教授、姜秉昊教授聯(lián)合課題組

以線蟲為模式生物發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)父系線粒體選擇性清除的一個關(guān)鍵機(jī)制，即線粒體分裂和融合之間的平衡

Nature Communications

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

最近，清華大學(xué)薛定教授和香港中文大學(xué)姜秉昊教授的聯(lián)合課題組在線粒體遺傳領(lǐng)域取得重要突破。他們以線蟲為模式生物發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)父系線粒體選擇性清除的一個關(guān)鍵機(jī)制，即線粒體分裂和融合之間的平衡。這一成果發(fā)表在Nature子刊《Nature Communications》上。

胚胎中的父系線粒體之所以被識別并清除，在于線粒體本身的狀態(tài)，即是否處于可被自噬小體識別的異常狀態(tài)，而這種異常狀態(tài)并非只能出現(xiàn)于父系線粒體。線粒體越是過度分裂，其異常則越明顯，從而越容易吸引來吞噬小體將其清除。反之，線粒體越是傾向于融合，則其越難以被自噬小體清除。

這一發(fā)現(xiàn)揭示了線粒體母系遺傳這十分根本的生物學(xué)現(xiàn)象背后的發(fā)生機(jī)制，顯示了線粒體動態(tài)對于其早期胚胎中的清除速率和選擇性的決定作用。

 

----------疾病相關(guān)研究----------

40.復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院 藍(lán)斐、施揚、石雨江

首度揭示細(xì)胞癌變及抑制癌變機(jī)理

Cell

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

復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院(IBS)藍(lán)斐教授實驗室攜手施揚教授-石雨江教授實驗室，在國際生物學(xué)研究領(lǐng)域最前沿取得重大發(fā)現(xiàn)，刊登在2016年4月7日出版的Cell雜志上。

這項研究揭示，在癌細(xì)胞中，染色質(zhì)中的增強(qiáng)子失控會過度強(qiáng)化附近癌基因的活性，導(dǎo)致細(xì)胞異常甚至癌變。研究同時發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)在該區(qū)域的蛋白質(zhì)RACK7和去甲基化酶KDM5C可限制此類增強(qiáng)子活性，使基因表達(dá)保持在正常范圍，從而抑制癌變。

這項發(fā)現(xiàn)，不僅揭示了表觀遺傳修飾對基因組信息進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的新規(guī)律、提出了“增強(qiáng)子過度活化態(tài)”理論，更重要的是，這一機(jī)制被揭示，不僅對癌癥的發(fā)生提供了一種新的理論解釋，更可為癌癥的個性化治療提供新的藥物靶點和治療思路。

41.第三軍醫(yī)大學(xué) 祝之明團(tuán)隊

解答鈉鹽攝入如何影響血糖平衡

cell metabolism

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

來自中國第三軍醫(yī)大學(xué)的研究人員在2016年4月12日的國際學(xué)術(shù)期刊cell metabolism上發(fā)表了一項最新研究進(jìn)展，他們發(fā)現(xiàn)鈉鹽的攝入能夠通過一條由脂肪組織PPARδ介導(dǎo)的信號途徑調(diào)節(jié)血糖平衡。這項研究對于指導(dǎo)人們健康飲食，幫助糖尿病病人預(yù)防心血管代謝病變具有重要意義。

在這項研究中，研究人員報告稱高鈉鹽攝入能夠顯著增加野生型小鼠的尿鈉排泄，但是這種作用在脂肪組織特異性敲除了PPARδ的小鼠和糖尿病小鼠模型中受到了阻斷。與此同時，研究人員發(fā)現(xiàn)使用激動劑或高鈉鹽攝入激活腎周脂肪的PPARδ能夠調(diào)節(jié)脂肪組織adiponectin的水平，進(jìn)而抑制腎臟鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白2（SGLT2）的功能，SGLT2是腎臟進(jìn)行葡萄糖重吸收的一種主要轉(zhuǎn)運蛋白，SGLT2抑制劑是一類重要的糖尿病治療藥物。上述結(jié)果表明高鈉鹽誘導(dǎo)的尿鈉排泄過程受到脂肪組織PPARδ的調(diào)節(jié)作用，而PPARδ的這種調(diào)控作用需要adiponectin介導(dǎo)，并通過調(diào)節(jié)SGLT2 的功能來實現(xiàn)。

除此之外，研究人員還發(fā)現(xiàn)在糖尿病狀態(tài)下，由于腎臟SGLT2的功能發(fā)生紊亂，高鹽攝入誘導(dǎo)的尿鈉排泄也受到了損傷。存在高血糖癥的2型糖尿病病人尿鈉排泄更少，這與他們血漿中的adiponectin水平有關(guān)。

 

42.香港科技大學(xué) 張明杰團(tuán)隊

揭示自閉癥可能病因

Cell

PSD中存在兩種豐富的蛋白：SynGAP和PSD-95，當(dāng)它們突變時已知可引起自閉癥。

來自香港科技大學(xué)(HKUST)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，SynGAP和PSD-95可以在試管和活細(xì)胞中形成一種自主組裝的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。最令人驚訝的是，SynGAP/PSD-95組裝體可通過一種叫做相變（phase-transition）的現(xiàn)象在活細(xì)胞水狀細(xì)胞質(zhì)中形成穩(wěn)定的“油樣”液滴。這一研究發(fā)現(xiàn)為腦科學(xué)領(lǐng)域長期存在的有關(guān)PSD形成的問題提供了一個可能的答案。這一研究發(fā)現(xiàn)為腦科學(xué)領(lǐng)域長期存在的有關(guān)PSD形成的問題提供了一個可能的答案。重要的是，該研究小組還發(fā)現(xiàn)在自閉癥患者中發(fā)現(xiàn)的SynGAP或PSD-95缺陷改變了這一復(fù)合物“油樣”液滴的形成以及神經(jīng)元的突觸信號活性。

該研究發(fā)布在8月25日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

 

43.南京師范大學(xué)、江蘇省人民醫(yī)院、南京大連山戒毒所，重慶醫(yī)科大學(xué)及上海中醫(yī)藥大學(xué) 袁逖飛等

成功利用非侵入性磁刺激技術(shù)戒除毒癮！

Biological Psychiatry

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

我國科學(xué)家利用經(jīng)顱磁刺激技術(shù)，對吸毒平均十多年的海洛因成癮者進(jìn)行研究，成功降低了患者機(jī)體對藥物的渴求度，這是世界上首次把經(jīng)顱磁刺激技術(shù)應(yīng)用到海洛因成癮者上，該研究發(fā)表在耶魯大學(xué)主辦的精神病學(xué)領(lǐng)域頂尖期刊Biological Psychiatry。

在這項新研究中，研究者設(shè)計了10赫茲的刺激組和假刺激對照組（可以聽到線圈的聲音但磁場不入腦）。當(dāng)吸毒多年的成癮者觀看吸毒相關(guān)視頻時，會產(chǎn)生很強(qiáng)的生理渴求度，而當(dāng)使用經(jīng)顱磁刺激技術(shù)對成癮者左腦背外側(cè)前額皮層腦區(qū)進(jìn)行調(diào)控后，單次實驗就明顯的降低了成癮者的復(fù)吸欲望，連續(xù)五天的治療則產(chǎn)生了更明顯的效果。

44.南京師范大學(xué)心理學(xué)院、江蘇省人民醫(yī)院康復(fù)科、南京大連山戒毒所、上海中醫(yī)藥大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院 袁荻飛等

發(fā)現(xiàn)海洛因成癮可改變大腦皮層可塑性

Biological Psychiatry

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

南京師范大學(xué)心理學(xué)院等單位的研究人員結(jié)合經(jīng)顱磁刺激技術(shù)與運動皮層肌肉誘發(fā)電位記錄，研究了海洛因成癮者運動皮層的可塑性變化，該論文發(fā)表在耶魯大學(xué)主辦的精神病學(xué)領(lǐng)域頂尖期刊Biological Psychiatry上。該研究是世界上首次對成癮患者皮層可塑性進(jìn)行探索。

該研究嚴(yán)格選擇海洛因成癮者進(jìn)行入組，當(dāng)研究者在磁刺激運動皮層時，在大拇指展肌上記錄相關(guān)的運動誘發(fā)電位。利用10赫茲興奮性頻率刺激，運動皮層的興奮性及相關(guān)神經(jīng)連接會出現(xiàn)增強(qiáng)的可塑性，而海洛因成癮患者中該可塑性則大大減弱。

 

----------DNA測序技術(shù)----------

45.華東理工大學(xué) 龍億濤科研團(tuán)隊

最新科研成果有望大幅降低DNA測序成本

Nature Nanotechnology

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

近期，華東理工大學(xué)龍億濤科研團(tuán)隊在生物納米孔超靈敏單核苷酸分辨領(lǐng)域取得獨創(chuàng)性突破，該研究成果以華東理工大學(xué)作為獨立研究單位，于2016年4月25日在《Nature Nanotechnology》上發(fā)表，題為“Discrimination of oligonucleotides of different lengths with a wild-type aerolysin nanopore”。

基于自主研制的超低電流檢測裝置，龍億濤課題組首次使用野生型且無任何修飾的Aerolysin（氣單胞菌溶素）生物孔，將單鏈DNA的過孔速度降低了三個數(shù)量級（2.0毫秒/堿基），從而極大地提高了電流檢測的靈敏度，完成了對僅有單個堿基差異DNA分子的超靈敏識別，并實現(xiàn)了混合復(fù)雜體系的超靈敏檢測和核酸外切酶“分步降解”單鏈DNA過程的實時觀測。此外，該研究還通過改變檢測體系的酸堿度，調(diào)節(jié)了氣單胞菌溶素孔道內(nèi)腔的電荷分布，同時結(jié)合單鏈DNA在孔內(nèi)有效電荷數(shù)的計算，獲得了納米孔表/界面上電荷的分布信息，促進(jìn)了對DNA與氣單胞菌溶素孔道內(nèi)腔表面氨基酸殘基相互作用的深入理解。

這一獨創(chuàng)性研究成果不僅進(jìn)一步降低納米孔單堿基分辨的成本，同時也將大大提高納米孔DNA測序的精確度。未來，結(jié)合高帶寬低噪音的電流檢測儀器，氣單胞菌溶素納米孔有望實現(xiàn)單堿基直接分辨以及對DNA損傷的檢測，這將大大推動DNA測序技術(shù)以及個性化醫(yī)療的發(fā)展。