科研進(jìn)展
  • 廣州健康院在非洲豬瘟疫苗新策略研究中取得進(jìn)展
    豬肉是國民重要的動(dòng)物蛋白質(zhì)來源，作為全球最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國，養(yǎng)豬業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活中發(fā)揮重要作用，而非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus, ASFV）感染豬引起的非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）嚴(yán)重威脅全球養(yǎng)豬業(yè)。近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、廣州實(shí)驗(yàn)室、廣州恩寶生物醫(yī)藥科技有限公司等單位合作，在腺病毒載體非洲豬瘟疫苗研制及免疫策略研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“A new vaccination regimen using adenovirus-vectored vaccine confers effective protection against African swine fever virus in swine”為題在線發(fā)表于Emerging Microbes & Infections。
    　　豬肉是國民重要的動(dòng)物蛋白質(zhì)來源，作為全球最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)國，養(yǎng)豬業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活中發(fā)揮重要作用，而非洲豬瘟病毒（African Swine Fever Virus, ASFV）感染豬引起的非洲豬瘟（African Swine Fever，ASF）嚴(yán)重威脅全球養(yǎng)豬業(yè)。非洲豬瘟是一種急性、烈性傳染病，發(fā)病后死亡率高達(dá)100%，被世界動(dòng)物衛(wèi)生組織（World Organization for Animal Health，WOAH）列為法定上報(bào)的動(dòng)物疫病，也是我國重點(diǎn)防范的一類動(dòng)物疫病，至今尚無安全有效的預(yù)防和控制手段，因此亟需研制安全有效的疫苗用于防控非洲豬瘟疫情。
    　　近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院、廣州實(shí)驗(yàn)室、廣州恩寶生物醫(yī)藥科技有限公司等單位合作，在腺病毒載體非洲豬瘟疫苗研制及免疫策略研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“A new vaccination regimen using adenovirus-vectored vaccine confers effective protection against African swine fever virus in swine”為題在線發(fā)表于Emerging Microbes & Infections。 
    　　目前，非洲豬瘟疫苗研制存在一些瓶頸，例如潛在的保護(hù)性抗原研究不足、單一抗原難以誘導(dǎo)有效的免疫保護(hù)、黏膜免疫反應(yīng)在免疫保護(hù)中的作用、安全性等。因此，確定有效的抗原組合，同時(shí)高效誘導(dǎo)抗體免疫、細(xì)胞免疫和黏膜免疫的三重反應(yīng)，是研發(fā)新一代非洲豬瘟疫苗的關(guān)鍵。在本研究中，科研人員首先通過對(duì)9種不同亞型的腺病毒載體進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)人2型復(fù)制缺陷型腺病毒可高效感染豬源細(xì)胞，并基于此載體構(gòu)建了攜帶優(yōu)化設(shè)計(jì)的多抗原組合的腺病毒載體非洲豬瘟疫苗，通過肌注聯(lián)合鼻噴方式免疫小鼠和豬，不僅能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性系統(tǒng)抗體免疫與細(xì)胞免疫，而且能有效誘導(dǎo)黏膜免疫，多個(gè)抗原同時(shí)免疫沒有發(fā)現(xiàn)抗原競爭現(xiàn)象。重要的是，該疫苗策略可為田間豬群提供完全保護(hù)，免受非洲豬瘟病毒田間流行株的感染，而未接種疫苗的豬則全部被非洲豬瘟病毒感染（圖1）。該復(fù)制缺陷型腺病毒載體非洲豬瘟疫苗安全性好，免疫后沒有觀察到不良反應(yīng)。該研究為新一代安全有效的非洲豬瘟疫苗設(shè)計(jì)提供參考，同時(shí)也提示誘導(dǎo)黏膜免疫可為研發(fā)非洲豬瘟疫苗的新方向。
    　　廣州健康院劉文銘博士、碩士研究生利恒春、博士后呂天星及廣州恩寶生物劉波為該論文的共同第一作者。廣州健康院，廣州實(shí)驗(yàn)室陳凌研究員、廣州恩寶生物關(guān)素華博士及廣州健康院李平超副研究員為該論文共同通訊作者。
    　　論文鏈接
    　　圖1. Ad2載體非洲豬瘟疫苗可在豬體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性抗體、細(xì)胞及黏膜免疫反應(yīng)，并可在田間豬場對(duì)當(dāng)前非洲豬瘟流行株提供完全保護(hù)
    　　
    2023-07-12
  • 華南植物園揭示人為干擾影響熱帶珊瑚島植被更新機(jī)制
    隨著人類活動(dòng)加劇，我國西沙熱帶珊瑚島的植被面臨著優(yōu)勢(shì)植物群落衰退、外來入侵種增加等問題。自然植被再生障礙是造成熱帶珊瑚島自然植被退化的主要因素。土壤種子庫對(duì)維持植物群落的恢復(fù)力具有重要意義。厘清人為干擾對(duì)珊瑚島植被土壤種子庫群落特征和空間分布的影響規(guī)律，揭示相應(yīng)的植被退化機(jī)理，對(duì)于熱帶珊瑚島植被生態(tài)系統(tǒng)的保育和恢復(fù)決策具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。強(qiáng)、中等和無干擾的三個(gè)島嶼土壤種子庫空間結(jié)構(gòu)的三階趨勢(shì)面分析。
    　　 
    　　隨著人類活動(dòng)加劇，我國西沙熱帶珊瑚島的植被面臨著優(yōu)勢(shì)植物群落衰退、外來入侵種增加等問題。自然植被再生障礙是造成熱帶珊瑚島自然植被退化的主要因素。土壤種子庫對(duì)維持植物群落的恢復(fù)力具有重要意義。厘清人為干擾對(duì)珊瑚島植被土壤種子庫群落特征和空間分布的影響規(guī)律，揭示相應(yīng)的植被退化機(jī)理，對(duì)于熱帶珊瑚島植被生態(tài)系統(tǒng)的保育和恢復(fù)決策具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。
    　　中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心博士后黃耀等科研人員以西沙群島永興島(強(qiáng)人為干擾)、趙述島(中等人類干擾)和東島(無人類干擾)的中央?yún)^(qū)域典型木本植物土壤種子庫為研究對(duì)象，分析了地上植被、土壤種子庫、環(huán)境因子與人類干擾的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈的人為干擾增加了土壤種子庫群落的多樣性、豐富度和密度，并增加了入侵物種土壤種子庫豐富度。隨著人為干擾強(qiáng)度增加，土壤種子庫空間分布的異質(zhì)性格局由森林東-西差異向森林中心-邊緣差異轉(zhuǎn)變。土壤種子庫與地上植被物種組成相似性增加，入侵物種的分布從森林邊緣向中心擴(kuò)張，說明人為干擾限制了本地種種子向森林外傳播，但促進(jìn)了入侵物種種子向森林內(nèi)擴(kuò)散。土壤理化性質(zhì)、植物群落特征和人為干擾的共同作用解釋了珊瑚島上森林土壤種子庫空間變異的23-45%。人為干擾降低了土壤種子庫空間分布與土壤因子(速效磷和全氮)的相關(guān)性，增加了其與景觀異質(zhì)性指數(shù)、距道路距離、灌叢覆蓋和凋落物厚度和植物群落特征的相關(guān)性?？蒲腥藛T推測，通過降低建筑物高度、在下風(fēng)口處建造建筑物以及在碎片化森林之間留出讓動(dòng)物走動(dòng)的廊道，可能會(huì)增強(qiáng)熱帶珊瑚島本地物種種子的傳播性。
    　　相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Management （《環(huán)境管理雜志》）(IF = 8.7)上。中國科學(xué)院華南植物園植被與景觀生態(tài)學(xué)研究組博士后黃耀為第一作者，任海研究員、陸宏芳研究員為共同通訊作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金青年基金，中國博士后科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118512
    　　圖1. 研究區(qū)域的位置(A)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(B)
    　　圖2. 空間結(jié)構(gòu)和環(huán)境變量對(duì)三個(gè)島嶼土壤種子庫空間分布格局的影響
    　　圖3. 強(qiáng)、中等和無干擾的三個(gè)島嶼土壤種子庫空間結(jié)構(gòu)的三階趨勢(shì)面分析
    　　
    2023-07-11
  • 深圳先進(jìn)院研究新型示蹤劑可特異識(shí)別帕金森病重要致病蛋白
    該研究成果填補(bǔ)了傳統(tǒng)手段診斷帕金森病的空白，使得帕金森病的早期精確診斷成為可能。
    　　北京時(shí)間7月7日，深圳理工大學(xué)（籌）生命健康學(xué)院講席教授、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所葉克強(qiáng)（原埃默里大學(xué)終身教授）團(tuán)隊(duì)于CELL《細(xì)胞》發(fā)表最新成果，研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)一種很有前景的新型PET示蹤劑“[18F]-F0502B”，可在突觸核蛋白病中顯像聚集神經(jīng)細(xì)胞突觸核蛋白α-Syn，該研究成果填補(bǔ)了傳統(tǒng)手段診斷帕金森病的空白，使得帕金森病的早期精確診斷成為可能。
    　　帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是第二大常見的神經(jīng)退行性疾病，其特征是黑質(zhì)致密部(SNpc)多巴胺能神經(jīng)元的缺失，并伴有α-突觸核蛋白(α-Synuclein)在路易小體（Lewy body，LB）中的積累。α-突觸核蛋白作為帕金森病、路易體癡呆、多系統(tǒng)萎縮等神經(jīng)退行性疾病的關(guān)鍵致病蛋白，也是帕金森病成像診斷中一個(gè)極有價(jià)值的成像靶點(diǎn)。此外，帕金森病患者腦內(nèi)α-突觸核蛋白聚集物密度低于阿爾茨海默癥（Alzheimer's disease, AD）患者腦內(nèi)Aβ和Tau聚集物密度，開發(fā)α-Syn的特異性PET示蹤劑更具挑戰(zhàn)性。盡管在開發(fā)α-Syn PET示蹤劑這一領(lǐng)域上已取得了一些進(jìn)展，但迄今為止，全球尚未發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用的α-Syn PET示蹤劑。
    　　為了尋找能夠特異性識(shí)別α-Syn的小分子化合物，葉克強(qiáng)團(tuán)隊(duì)通過對(duì)α-Syn結(jié)合配體的研究，發(fā)現(xiàn)了一些共同的分子結(jié)構(gòu)特征，據(jù)此篩選并合成了一系列分子衍生物，并進(jìn)行了體外α-Syn、Aβ和Tau纖維結(jié)合實(shí)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)通過有機(jī)合成進(jìn)一步優(yōu)化了頂層結(jié)構(gòu)骨架，隨后利用含有路易小體、富含Aβ和以過度磷酸化Tau蛋白為主要成分的神經(jīng)原纖維纏結(jié)的小鼠腦切片進(jìn)行了結(jié)合分析。最后，得到了一種新型苯并噻唑-乙烯基-苯酚衍生物(F0502B)。進(jìn)一步地，研究團(tuán)隊(duì)通過冷凍電鏡確定了α-Syn原纖維結(jié)合F0502B的復(fù)合物的原子結(jié)構(gòu)，觀察發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用氟-18放射同位素標(biāo)記的小分子化合物以高親和力和高選擇性結(jié)合了α-Syn原纖維。
    　　在進(jìn)一步的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，葉克強(qiáng)團(tuán)隊(duì)鑒定了這種新型的苯并噻唑-乙烯基-苯酚衍生物(F0502B)，與α-Syn纖維的特異性結(jié)合高于Aβ和Tau纖維，并且能夠選擇性標(biāo)記人體PD樣本中的α-Syn聚集物。此外，恒河猴PD模型體內(nèi)PET顯像顯示[ 18F]-F0502B能特異性識(shí)別其體內(nèi)的α-Syn聚集物。而且，在兩種非人靈長類PD模型中，聚集的α-Syn水平可能隨著時(shí)間的推移而增加，導(dǎo)致PET特異性結(jié)合信號(hào)的升高。
    　　綜上，本研究針對(duì)放射性配體的開發(fā)為α-Syn的顯像和突觸核蛋白病的診斷提供了一種有前景的先導(dǎo)化合物[ 18F]-F0502B，在腦顯像中能夠提供病理生理學(xué)和分子水平信息，可以在不同的突觸核蛋白病中有成像應(yīng)用，有望顯著提升帕金森病的早期精準(zhǔn)診斷，同時(shí)可成為縱向評(píng)估靶向α-Syn疾病修飾療法的靶標(biāo)監(jiān)測關(guān)鍵指標(biāo)。
    　　深理工生命健康學(xué)院講席教授、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所葉克強(qiáng)（原埃默里大學(xué)終身教授）為論文主要通訊作者，中國人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)項(xiàng)捷博士（前埃默里大學(xué)葉克強(qiáng)課題組博士生）為論文第一作者，深圳先進(jìn)院的博士生李博維為共同作者。
    　　原文鏈接
    　　 
    　　F0502B結(jié)合α-Syn原纖維復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)
    　　使用[ 18F]-F0502B對(duì)非人靈長類PD模型進(jìn)行PET成像
    　　PET示蹤劑[ 18F]-F0502B設(shè)計(jì)、篩選及驗(yàn)證策略示意圖
    　　
    2023-07-10
  • 南海海洋所研究揭示斜向伸展的火山型被動(dòng)陸緣的發(fā)育演化過程

    　　中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（OMG）海洋新能源地球物理學(xué)學(xué)科組關(guān)慧心副研究員，聯(lián)合OMG徐敏研究員，法國西布列塔尼大學(xué)Laurent Geoffroy教授和挪威奧斯陸大學(xué)Mohamed Mansour Abdelmalak博士，在斜向伸展的火山型被動(dòng)陸緣發(fā)育演化過程研究上取得新進(jìn)展，相關(guān)成果于近日發(fā)表在國際地學(xué)期刊Tectonophysics（《構(gòu)造物理》）上。
    　　全球大多數(shù)的拉張裂谷在張裂過程中，張裂的方向與裂谷中軸的方向并不是垂直的，而是存在一定的夾角。這種類型的拉張裂谷被稱為斜向裂谷。斜向裂谷的發(fā)育演化過程在貧巖漿型的裂谷環(huán)境中已經(jīng)得到了廣泛研究。然而，在富巖漿型的裂谷環(huán)境中，對(duì)斜向裂谷的形成原因和發(fā)育演化過程的研究卻很少。
    　　格陵蘭西部陸緣形成于早第三紀(jì)格陵蘭-北美洲板塊裂解時(shí)期，此次裂解受北大西洋大火成巖省發(fā)育影響，巖漿噴發(fā)量達(dá)到180萬平方千米。在Svartenhuk，Nuussuaq和Disko等地區(qū)均可觀察到大量的向海傾斜反射層（SDRs）的結(jié)構(gòu)。因此，格陵蘭西部陸緣是典型的火山型被動(dòng)陸緣。昂加瓦斷裂帶（圖1左）位于巴芬海盆南部，拉布拉多海北部。它是形成于始新世格陵蘭島與北美板塊分裂時(shí)期的張裂-走滑斷裂帶，包含了將巴芬海盆和拉布拉多海分開的重要的轉(zhuǎn)換斷層。Nuussuaq陸緣位于昂加瓦斷裂帶上，在大陸張裂過程中，張裂的方向與陸緣的方向形成了57度的夾角，屬于高角度斜向伸展的被動(dòng)陸緣。本研究結(jié)合陸地?cái)?shù)據(jù)（衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和野外觀測數(shù)據(jù)）和近海數(shù)據(jù)（多道反射地震數(shù)據(jù)），綜合分析了格陵蘭西部Nuussuaq地區(qū)SDRs的三維結(jié)構(gòu)，首次揭示了斜向伸展的火山型被動(dòng)陸緣的發(fā)育演化過程。
    　　研究結(jié)果表明，該地區(qū)SDRs的發(fā)育可分為兩個(gè)階段（圖2）。在第一階段（晚古新世），斜向伸展被分解為走滑和傾滑兩個(gè)分量，SDRs巖漿層底部主要發(fā)育南北走向的向陸傾斜的正斷層。在第二階段（早始新世），Nuussuaq地區(qū)西部的局部應(yīng)力發(fā)生了轉(zhuǎn)向，SDRs巖漿層底部主要發(fā)育東北-西南走向的斷層。該陸緣發(fā)育成轉(zhuǎn)換型被動(dòng)陸緣的主要原因包括兩點(diǎn)：（1）Nuussuaq西部地殼中的遺留結(jié)構(gòu)（Itilli斷層）的方向與區(qū)域應(yīng)力呈傾斜角度，在張裂過程中被重新激活，致使該地區(qū)局部應(yīng)力在張裂過程中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)；（2）巖漿侵入地殼后削弱了地殼的強(qiáng)度，并且侵入的巖漿由于壓力較高，在被動(dòng)陸緣處產(chǎn)生了與陸緣方向呈垂直方向的應(yīng)力，促進(jìn)了該地區(qū)局部應(yīng)力的重新定向。
    　　該項(xiàng)成果首次揭示了斜向伸展的火山型被動(dòng)陸緣的發(fā)育演化過程，對(duì)深入認(rèn)識(shí)大陸張裂過程中地幔-地殼的相互作用關(guān)系具有重要意義。本項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金和廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的資助。
    　　論文相關(guān)信息：Huixin Guan, Mansour M. Abdelmalak, Min Xu, Laurent Geoffroy（2023）. Evolution of an oblique volcanic passive margin: The case of Nuussuaq in West Greenland. Tectonophysics 229936.
    　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229936
    　　圖1. 左：北大西洋西部分支區(qū)域結(jié)構(gòu)圖。右：格陵蘭西部Nuussuaq陸緣地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖與第三紀(jì)巖漿層（SDRs）走向與傾向分布情況。
    　　圖2. 晚古新世-早始新世期間Nuussuaq地區(qū)SDRs發(fā)育演化模式圖。
    　　
    2023-07-07
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子ERF調(diào)控石斛類原球莖再生的新機(jī)制
    蘭科植物（俗稱蘭花）是最大、最多樣化的科之一，是生物學(xué)研究熱點(diǎn)類群之一，是全球園藝貿(mào)易中最著名的植物類群之一。大多數(shù)植物在胚胎發(fā)育過程中形成頂端分生組織和根分生組織，發(fā)育成熟的種子含有胚芽、胚軸、胚根和儲(chǔ)能器官胚乳（雙子葉植物為子葉） ，萌發(fā)后發(fā)育成完整的植株。蘭科植物種子在萌發(fā)過程中形成綠色的球狀體，稱為原球莖（ protocorm ） ，這是蘭科植物特有的現(xiàn)象。類原球莖再生是蘭科植物重要的再生途徑，是目前最具優(yōu)勢(shì)的大規(guī)模種苗生產(chǎn)的方式之一，在蘭科植物植株高效再生、遺傳轉(zhuǎn)化、次生代謝物生產(chǎn)、細(xì)胞工程等研究領(lǐng)域均具有廣泛和重要的應(yīng)用前景。圖. DoERF5 - DoSTM正調(diào)控石斛類原球莖再生的機(jī)制。
    　　蘭科植物（俗稱蘭花）是最大、最多樣化的科之一，是生物學(xué)研究熱點(diǎn)類群之一，是全球園藝貿(mào)易中最著名的植物類群之一。大多數(shù)植物在胚胎發(fā)育過程中形成頂端分生組織和根分生組織，發(fā)育成熟的種子含有胚芽、胚軸、胚根和儲(chǔ)能器官胚乳（雙子葉植物為子葉），萌發(fā)后發(fā)育成完整的植株。但是，蘭科植物進(jìn)化出獨(dú)特的種子發(fā)育過程和專門的萌發(fā)程序。它們的種子不含胚乳，只有一個(gè)發(fā)育不良的胚胎，胚胎沒有分化的組織，沒有胚芽、胚軸和胚根。蘭科植物種子在萌發(fā)過程中形成綠色的球狀體，稱為原球莖（protocorm），這是蘭科植物特有的現(xiàn)象。蘭科植物外植體在組織培養(yǎng)條件下形成類似原球莖的特殊結(jié)構(gòu)，稱為類原球莖（protocorm-like body，PLB），兩者具有相似的轉(zhuǎn)錄特征。類原球莖再生是蘭科植物重要的再生途徑，是目前最具優(yōu)勢(shì)的大規(guī)模種苗生產(chǎn)的方式之一，在蘭科植物植株高效再生、遺傳轉(zhuǎn)化、次生代謝物生產(chǎn)、細(xì)胞工程等研究領(lǐng)域均具有廣泛和重要的應(yīng)用前景。然而，蘭科植物建立這種重要的、獨(dú)特的、無與倫比的發(fā)育過程，其分子機(jī)制是什么？目前知之甚少。
    　　中國科學(xué)院華南植物園藥用植物遺傳育種團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)石斛乙烯響應(yīng)因子（ethylene response factor, ERF）DoERF5能夠識(shí)別和結(jié)合I類KNOX轉(zhuǎn)錄因子DoSTM啟動(dòng)子的GCC-box元件，并激活DoSTM的表達(dá)，從而調(diào)控石斛類原球莖再生。在石斛中過表達(dá)DoERF5極大地增強(qiáng)了類原球莖再生能力，上調(diào)了DoWINDs和DoSTM，以及細(xì)胞分裂素合成基因DoIPT和細(xì)胞分裂素應(yīng)答因子DoARRs的表達(dá)。然而，沉默DoERF5后則抑制類原球莖的再生，下調(diào)DoWINDs、DoSTM和DoARRs的表達(dá)。進(jìn)一步的研究證明DoERF5直接與DoSTM的啟動(dòng)子結(jié)合并調(diào)控其轉(zhuǎn)錄。遺傳學(xué)分析表明DoSTM在石斛中過表達(dá)促進(jìn)了類原球莖的再生。這一研究不僅有助于了解類原球莖發(fā)育的分子機(jī)制，而且為蘭科植物資源的保護(hù)、開發(fā)和利用提供技術(shù)支撐。
    　　相關(guān)研究結(jié)果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Integrative Plant Biology（《植物學(xué)報(bào)》）（IF = 11.4）上。華南植物園博士生曾丹琦為該論文的第一作者，何春梅副研究員為通訊作者，段俊研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金和廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13534
    　　 
    　　圖. DoERF5-DoSTM正調(diào)控石斛類原球莖再生的機(jī)制
    　　
    2023-07-06
  • 華南植物園揭示赤霉素信號(hào)介導(dǎo)植物開花的表觀調(diào)控新機(jī)制
    中國科學(xué)院華南植物園農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)研究中心侯興亮課題組研究發(fā)現(xiàn)BRAHMA （ BRM ）作為SWI/SNF型染色質(zhì)重塑復(fù)合體的核心催化亞基，在擬南芥中通過形成DELLA-BRM-NF-YC模塊參與GA信號(hào)介導(dǎo)的開花。DELLA蛋白能夠促進(jìn)BRM與核因子NUCLEAR FACTOR Y-C ( NF-YC )的相互作用，破壞NF-YC對(duì)開花整合子基因SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 ( SOC1 )的結(jié)合，導(dǎo)致晚開花。同時(shí)， DELLA蛋白促進(jìn)BRM對(duì)SOC1的結(jié)合。在GA存在的情況下， GA觸發(fā)的DELLA降解破壞了DELLA-BRM-NF-YC模塊，從而使SOC1染色質(zhì)上的H3K4me3水平升高，導(dǎo)致基因表達(dá)增加并促進(jìn)開花。圖. DELLA-BRM-NF-YC模塊調(diào)控赤霉素信號(hào)介導(dǎo)開花的模型。
    　　 
    　　中國科學(xué)院華南植物園農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)研究中心侯興亮課題組研究發(fā)現(xiàn)BRAHMA（BRM）作為SWI/SNF型染色質(zhì)重塑復(fù)合體的核心催化亞基，在擬南芥中通過形成DELLA-BRM-NF-YC模塊參與GA信號(hào)介導(dǎo)的開花。DELLA蛋白能夠促進(jìn)BRM與核因子NUCLEAR FACTOR Y-C (NF-YC)的相互作用，破壞NF-YC對(duì)開花整合子基因SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 (SOC1)的結(jié)合，導(dǎo)致晚開花。同時(shí)，DELLA蛋白促進(jìn)BRM對(duì)SOC1的結(jié)合。在GA存在的情況下，GA觸發(fā)的DELLA降解破壞了DELLA-BRM-NF-YC模塊，從而使SOC1染色質(zhì)上的H3K4me3水平升高，導(dǎo)致基因表達(dá)增加并促進(jìn)開花。
    　　近年來課題組科研人員在NF-YCs功能的研究中取得了一系列進(jìn)展，揭示了NF-YCs在擬南芥開花、種子萌發(fā)及下胚軸伸長等植物生長發(fā)育過程中參與基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子機(jī)制（Hou et al., Nature Communications, 2014；Liu et al., Nature Communications, 2016；Tang et al., Molecular Plant, 2017；Liu et al., Plant Physiology, 2018；Zhang et al., Plant Cell, 2021；Zhang et al., JIPB, 2021）。該研究進(jìn)一步揭示了NF-YCs在赤霉素信號(hào)介導(dǎo)的開花調(diào)控中的重要功能。
    　　相關(guān)研究結(jié)果已近期在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊The Plant Cell（《植物細(xì)胞》）上。華南植物園助理研究員張春雨和博士生菅明陽為該論文的第一作者，侯興亮研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://www.webofscience.com/wos/alldb/full-record/MEDLINE:37294919
    　　 
    　　圖. DELLA-BRM-NF-YC 模塊調(diào)控赤霉素信號(hào)介導(dǎo)開花的模型
    　　
    2023-07-05
  • 深海所研究隕硫鈣石(CaS)：上地幔C-O-S-Ca循環(huán)的新鏈條與行星宜居性的標(biāo)志性礦物
    隕硫鈣石（CaS）通常被認(rèn)為是由太陽星云氣凝結(jié)而成。頑火輝石隕石是隕硫鈣石最重要的儲(chǔ)存庫之一，也是最還原的一類隕石，其是形成早期地球的代表性物質(zhì)。因此，隕硫鈣石對(duì)深入了解太陽星云、隕石、地球起源和地球的C-O-S-Ca循環(huán)具有重要意義。
    　　隕硫鈣石（CaS）通常被認(rèn)為是由太陽星云氣凝結(jié)而成。頑火輝石隕石是隕硫鈣石最重要的儲(chǔ)存庫之一，也是最還原的一類隕石，其是形成早期地球的代表性物質(zhì)。因此，隕硫鈣石對(duì)深入了解太陽星云、隕石、地球起源和地球的C-O-S-Ca循環(huán)具有重要意義。 
    　　深海極端模擬研究實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合南方科技大學(xué)前沿與交叉科學(xué)研究院、中國地調(diào)局西安地調(diào)中心、內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校，利用活塞圓筒壓機(jī)和多面頂壓砧進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：在上地幔和下地殼（1.5 GPa/1510 K、0.5 GPa/1320 K 和 0.3 GPa/1273 K）含硫化物的玄武質(zhì)巖漿與碳酸鈣反應(yīng)可生成隕硫鈣石（CaS），這擴(kuò)展了CaS在太陽系存在的范圍(圖1)。前人認(rèn)為隕硫鈣石主要存在于(1)水星軌道內(nèi)部的頑火輝石隕石、(2)水星表面大量分布、（3）月球隕石坑的月壤中。本研究結(jié)果證明其可以在地幔存在。
    　　圖1. 太陽系中隕硫鈣石CaS的主要分布區(qū)域(Liu et al., 2023)
    　　文章定義了2個(gè)氧逸度計(jì):CaS-CaO-S平衡時(shí)的氧逸度(OLS氧逸度計(jì))、CaS-CaSO4平衡時(shí)氧逸度(OA氧逸度計(jì))。在0.5 GPa/1320 K, OA = FMQ + 2.21= IW + 6.05 (lgfo2 = –7.83), OLS = FMQ – 0.52 = IW + 3.30 (lgfo2 = –10.57)，其本質(zhì)上確定了S2-/S0平衡時(shí)和S2-/S6+平衡時(shí)的氧逸度，為行星硫循環(huán)和礦床學(xué)研究提供了重要的便利。巖漿低氧逸度、大氣極低氧含量、無大量液態(tài)水是CaS可在水星、月球表面較廣泛存在的3個(gè)條件，否則CaSO4將大量存在，如地球上和火星上表面大量的硫酸鈣或石膏。
    　　圖2. 0.5GPa條件下，代表性氧逸度緩沖對(duì)與溫度的關(guān)系圖（Liu et al., 2013及參考文獻(xiàn)）
    　　文章首次指出隕硫鈣石可能在洋中脊下覆地幔存在，其可能是黑煙囪部分硫酸鈣的前體（圖3），該機(jī)制是對(duì)Bischoff and Seyfried (1978）認(rèn)為洋中脊硫酸鹽是由于Ca和SO42-在海水中的溶解度隨著溫度的升高而降低機(jī)制的補(bǔ)充。
    　　圖3. 洋中脊下隕硫鈣石CaS存在的可能區(qū)域
    　　Stagno et al.,2013--Nature; Liu et al.,2023--NSR中的附件
    　　在大氧化事件（GOE）之前，地球大氣層最初不含氧氣 (Lee et al. , 2016, Lyons et al. , 2014)。大約24.6？18.5億年前，氧氣從現(xiàn)在的大氣水平（PAL）的＜10–7.1–10–5.1（lgfo2<–7.6至–6.0，圖2）上升到lgfo2=–5.3至–2.7(Kanzaki and Murakami, 2016)，稱為GOE。GOE之前的無氧或缺氧環(huán)境可能和CaS是有關(guān)系的。GOE之前地球大氣的lgfo2范圍的上限為-7.6至-6.0（圖2）(Kanzaki and Murakami, 2016)，與隕硫鈣石穩(wěn)定場部分重疊。此外，早期地球巖漿海的lgfo2值在2173K時(shí)為IW+0.5(Sossi et al. , 2020)(圖2）。故大氣氧逸度和巖漿氧逸度都滿足隕硫鈣礦存在的條件。本研究推算地球早期的隕硫鈣石CaS的質(zhì)量在4.30×1021？7.58×1021 kg，如果這些CaS如全部轉(zhuǎn)換為CaSO4可以消耗3.82×1021？6.74×1021 kg 氧氣，而現(xiàn)代地球大氣中的氧氣總量僅為1.246×1018 kg，可見CaS可能是地球早期缺氧的誘因。 
    　　二疊紀(jì)-三疊紀(jì)界線（PTB）大滅絕是過去5億年來最嚴(yán)重的生物危機(jī)(Xie et al. , 2005, Yin et al. , 2012), 在PTB時(shí)伴隨著大氣CO2的急劇升高(Retallack, 2001)和大氣O2含量的急劇降低(Berner, 2006)，大多學(xué)者認(rèn)為西伯利亞大火成巖省（SLIP）的地幔巖漿與地殼巖石的相互反應(yīng)是大氣變化的一個(gè)重要原因(Sobolev et al. , 2011)。本研究中，CaS的形成伴隨著CO2的釋放，而CaS的氧化則是氧氣消耗的過程，且含硫化物的玄武質(zhì)巖漿與碳酸鹽反應(yīng)過程可以很好的反映SLIP巖漿與地殼碳酸鹽的反應(yīng)過程，更為重要的一點(diǎn)是SLIP巖漿以低氧逸度(FMQ–1.5，低于OLS, Sobolev et al. 2009)區(qū)別于其他冰島、夏威夷等地幔柱，這為CaS存在提供了條件，故有理由推測CaS的短暫存在是PTB大氣成分變化的一個(gè)因素之一。 
    　　文章信息： 
    　　Yuegao Liu（劉月高）, I-Ming Chou（周義明）, Jiangzhi Chen(陳姜智，共一), Nanping Wu（吳南平）, Wenyuan Li（李文淵）, Leon Bagas, Minghua Ren（任名華）, Zairong Liu（劉在榮）, Shenghua Mei*（梅升華, 通訊）, Liping Wang*（王李平, 通訊）. Oldhamite: A new link in upper mantle for C-O-S-Ca cycles and an indicator for planetary habitability. NSR, 2023, https://doi.org/10.1093/nsr/nwad159 
    　　
    2023-06-29
  • 深圳先進(jìn)院等發(fā)現(xiàn)新的超級(jí)耐藥菌靶點(diǎn)和分子機(jī)理
    深圳先進(jìn)院袁曙光團(tuán)隊(duì)與東北農(nóng)業(yè)大學(xué)合作發(fā)現(xiàn)臨床超級(jí)耐藥菌MRSA的新靶點(diǎn)。
    　　6月28日，深圳先進(jìn)院袁曙光團(tuán)隊(duì)與東北農(nóng)業(yè)大學(xué)合作發(fā)現(xiàn)臨床超級(jí)耐藥菌MRSA的新靶點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)通過生物計(jì)算的方法篩選對(duì)抗MRSA的高活性分子并闡述其多重信號(hào)通路調(diào)節(jié)分子機(jī)理。相關(guān)工作于在線發(fā)表在化學(xué)類國際頂級(jí)Advanced Science上。  
    　　在全球范圍內(nèi)，每年有70萬人死于抗生素?zé)o法抵抗的感染。如果我們不能找到針對(duì)性的療法，到2050年，全球由超級(jí)細(xì)菌導(dǎo)致的死亡人數(shù)可能達(dá)到2000萬人。耐甲氧西林金黃色葡萄球菌是臨床上常見的毒性較強(qiáng)的細(xì)菌，自從上世紀(jì)40年代青霉素問世后，金黃色葡萄球菌引起的感染性疾病受到較大的控制。但隨著青霉素的廣泛使用，有些金黃色葡萄球菌產(chǎn)生青霉素酶，能水解β-內(nèi)酰胺環(huán)，表現(xiàn)為對(duì)青霉素的耐藥。科學(xué)家研究出一種新的能耐青霉素酶的半合成青霉素，即甲氧西林(methicillin)。  
    　　1959年應(yīng)用于臨床后曾有效地控制了金黃色葡萄球菌產(chǎn)酶株的感染，可英國的Jevons就首次發(fā)現(xiàn)了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)，MRSA從發(fā)現(xiàn)至2021年感染幾乎遍及全球，已成為院內(nèi)和社區(qū)感染的重要病原菌之一。MRSA除對(duì)甲氧西林耐藥外，對(duì)其它所有與甲氧西林相同結(jié)構(gòu)的β-內(nèi)酰胺類和頭孢類抗生素均耐藥，MRSA還可通過改變抗生素作用靶位，產(chǎn)生修飾酶，降低膜通透性產(chǎn)生大量PABA等不同機(jī)制，對(duì)氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、氟喹喏酮類、磺胺類、利福平均產(chǎn)生不同程度的耐藥，唯對(duì)萬古霉素和利奈唑胺敏感。然而古霉素和利奈唑胺的巨大毒性，也限制了其臨床的使用。臨床上迫切需要發(fā)現(xiàn)新的超級(jí)抗生素來應(yīng)對(duì)超級(jí)細(xì)菌的威脅。  
    　　團(tuán)隊(duì)通過生物計(jì)算的方法，發(fā)現(xiàn)MRSA的代謝通路的新靶點(diǎn)脯氨酸羧基脫氫酶（P5CDH)，并利用計(jì)算機(jī)針對(duì)該靶點(diǎn)篩選出一系列對(duì)抗臨床多重耐藥的MRSA-USA300。該工作的發(fā)現(xiàn)為超級(jí)細(xì)菌MRSA的藥物發(fā)現(xiàn)提供了新的靶點(diǎn)與研發(fā)思路。  
    　　文章鏈接
    　　 
    　　圖1. 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)對(duì)抗臨床超級(jí)耐藥菌MRSA-USA300 的多重條件藥理學(xué)原理 
    　　  
    　　參考文獻(xiàn) 
    　　Zhongwei Yuan, Jun Wang, Qianwei Qu, Zhenxin Zhu, Marc Xu, Mengmeng Zhao, Chongxiang Sun, Haixin Peng, Xingyu Huang, Yue Dong, Chunliu Dong, Yadan Zheng, Shuguang Yuan*, Yanhua Li*. Celastrol Combats Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus by Targeting Δ1-Pyrroline-5-Carboxylate Dehydrogenase. (2023) Advanced Science, doi:10.1002/advs.202302459 
    　　
    2023-07-03
  • 廣州地化所：生物質(zhì)中一種新的甲氧基定量評(píng)價(jià)方法

    　　富含木質(zhì)素的生物質(zhì)中含有豐富的甲氧基(-OCH 3)，其穩(wěn)定碳、氫同位素是重建古氣候的重要指標(biāo)，但生物質(zhì)中甲氧基的含量隨沉積演化作用快速減少，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)生物質(zhì)中甲氧基的含量是開展其穩(wěn)定同位素分析的基礎(chǔ)。目前常用的甲氧基定量方法基于Zeisel法（利用氫碘酸將生物質(zhì)中的甲氧基轉(zhuǎn)化為碘甲烷）直接測定生成的碘甲烷、或利用碘甲烷試劑建立外標(biāo)定量曲線，但總體上存在誤差大、耗時(shí)長、需要進(jìn)行一系列處理等問題。
    　　針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究生黃敏在導(dǎo)師廖澤文研究員的指導(dǎo)下，選擇苯甲醚標(biāo)準(zhǔn)試劑與氫碘酸反應(yīng)，建立用于所研究樣品中甲氧基定量的外標(biāo)曲線，并在褐煤樣品中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
    　　該方法主要流程包括：利用苯甲醚標(biāo)準(zhǔn)試劑（圖1a）與氫碘酸反應(yīng)，建立甲氧基定量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，在保障苯甲醚完全反應(yīng)的基礎(chǔ)上，甲氧基定量外標(biāo)曲線具有較好的相關(guān)性(R 2 = 0.9523) （圖1c）；在此基礎(chǔ)上針對(duì)褐煤樣品中甲氧基開展定量評(píng)價(jià)，其結(jié)果與文獻(xiàn)中報(bào)道的含量范圍一致（圖1d）。
    　　圖1 含木質(zhì)素生物質(zhì)中甲氧基定量方法的建立及其初步應(yīng)用。
    　　本工作建立了相對(duì)簡便可靠的含木質(zhì)素生物質(zhì)中甲氧基的定量評(píng)價(jià)方法，該方法步驟少，耗時(shí)短，所需試劑量小，定量評(píng)價(jià)結(jié)果可靠。本工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（42072145）的資助，相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Organic Geochemistry上。
    　　論文信息：Huang, M.,（黃敏）Wang, H.,（王浩哲）Zhao, G.,（趙冠宇）Wang, Q.,（王強(qiáng)）Cheng, B.,（程斌）Liao, Z.,*（廖澤文）2023. Anisole-based assessment for the quantification of methoxyl groups in lignin-rich biomass. Organic Geochemistry 179, 104601. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2023.104601.
    　　論文鏈接
    　　
    2023-06-30
  • 華南植物園研究揭示氮沉降增強(qiáng)真菌驅(qū)動(dòng)熱帶森林土壤有機(jī)碳固存的潛力及其機(jī)制
    自20世紀(jì)以來，由于工業(yè)的發(fā)展和農(nóng)牧業(yè)的擴(kuò)張，大氣氮排放量遠(yuǎn)超過自然生物固氮量，導(dǎo)致大氣氮沉降水平迅速上升。過量的氮輸入深刻影響并改變了植物凋落物向土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而調(diào)控?zé)釒寥烙袡C(jī)碳的動(dòng)態(tài)和固持。真菌是凋落物的主要分解者，驅(qū)動(dòng)植物源碳向土壤的轉(zhuǎn)運(yùn)，因此，弄清真菌群落對(duì)氮沉降的響應(yīng)有助于理解熱帶森林土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制。依據(jù)不同生態(tài)功能，真菌群落可劃分為不同生態(tài)功能群（ guilds ） 。這些功能群通常對(duì)相同的環(huán)境變化有截然不同的反應(yīng)，但是，關(guān)于在氮沉降背景下，熱帶森林土壤中不同生態(tài)功能群與相關(guān)功能潛力的變化及其與土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的關(guān)系等認(rèn)識(shí)仍不清晰。氮沉降下真菌群落及功能的響應(yīng)示意圖。
    　　自20世紀(jì)以來，由于工業(yè)的發(fā)展和農(nóng)牧業(yè)的擴(kuò)張，大氣氮排放量遠(yuǎn)超過自然生物固氮量，導(dǎo)致大氣氮沉降水平迅速上升。過量的氮輸入深刻影響并改變了植物凋落物向土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而調(diào)控?zé)釒寥烙袡C(jī)碳的動(dòng)態(tài)和固持。真菌是凋落物的主要分解者，驅(qū)動(dòng)植物源碳向土壤的轉(zhuǎn)運(yùn)，因此，弄清真菌群落對(duì)氮沉降的響應(yīng)有助于理解熱帶森林土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的機(jī)制。依據(jù)不同生態(tài)功能，真菌群落可劃分為不同生態(tài)功能群（guilds）。這些功能群通常對(duì)相同的環(huán)境變化有截然不同的反應(yīng)，但是，關(guān)于在氮沉降背景下，熱帶森林土壤中不同生態(tài)功能群與相關(guān)功能潛力的變化及其與土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的關(guān)系等認(rèn)識(shí)仍不清晰。
    　　基于華南植物園小良研究站長期模擬氮沉降試驗(yàn)樣地，相關(guān)研究探討了氮沉降對(duì)熱帶森林真菌群落、功能潛力和土壤碳組分的影響。研究發(fā)現(xiàn)，施氮土壤的總有機(jī)碳、溶解性有機(jī)碳、顆粒態(tài)有機(jī)碳和真菌殘?bào)w碳均高于對(duì)照組土壤。真菌群落分析發(fā)現(xiàn)，施氮土壤的真菌群落以多面手腐生菌（generalist saprotrophs）占優(yōu)，其中，葉片腐生菌比對(duì)照組增加近93倍。這些變化伴隨著木質(zhì)纖維素分解酶豐度的增加，表明植物源碳的降解潛力加?。▓D1）。此外，與對(duì)照組相比，施氮促使土壤中催化氨基糖（真菌殘?bào)w標(biāo)記物）生物合成的殼聚糖酶豐度提高1.37倍，增強(qiáng)了真菌殘?bào)w碳對(duì)有機(jī)碳庫的貢獻(xiàn)（提高1.42倍），這些均與土壤中較高的Ca2+、溶解性有機(jī)碳含量和參與有機(jī)酸合成的腐生菌豐度密切相關(guān)。這些結(jié)果表明，長期氮沉降輸入可增強(qiáng)腐生菌的豐度和活性，提高土壤有機(jī)酸產(chǎn)量，通過釋放養(yǎng)分和溶解性有機(jī)碳直接或間接地支持真菌生長，從而導(dǎo)致更多的真菌殘?bào)w碳貢獻(xiàn)于土壤有機(jī)碳庫，提高土壤有機(jī)碳的固持能力（圖2）。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了真菌生態(tài)功能群及功能潛力變化在解析土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的重要性。
    　　相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際生態(tài)學(xué)專業(yè)期刊Functional Ecology（《功能生態(tài)學(xué)》）上。中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心盧哲副研究員為論文的第一作者，王法明研究員為論文通訊作者。該項(xiàng)研究得到廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的共同資助。全文鏈接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/share/AGZEWU4MQZ53IISMY5FZ?target=10.1111/1365-2435.14380
    　　 
    　　圖1.氮沉降下不同真菌功能群及其對(duì)不同植物源碳底物降解潛力的變化 
    　　圖2.氮沉降下真菌群落及功能的響應(yīng)示意圖
    　　
    2023-06-30