大連化物所F+HD（v=1）→HF+D反應共振態(tài)研究取得突破

中科院大連化學物理所肖春雷、楊學明等人通過自主研發(fā)窄線寬的OPO激光，在利用Stark-induced adiabatic Raman Passage（SARP）技術高效制備振動態(tài)激發(fā)分子方面取得重大進展,對HD分子從（v=0,j=0）到（v=1,j=0）的激發(fā)取得了高于91%的效率。但是由于該技術需要高度聚焦的激光束，限制了總激發(fā)效率，致使該技術無法在交叉分子束實驗中得到應用。通過不斷嘗試，他們掌握了利用受激Raman激發(fā)在分子束中高效制備振動激發(fā)態(tài)氫分子的技術，使得在交叉分子束中研究HD（v=1）散射動力學成為可能。利用該實驗技術，他們對F+HD（v=1）反應進行研究。F+H2/HD是經典的放熱三原子反應，2006年，楊學明、張東輝等人在F+H2反應中觀察到反應共振態(tài)（Science 311,1440,2006）。2010年，他們又在F+HD反應中觀察到分波共振態(tài)（Science 327,15012010），這些共振態(tài)都是在產物HF（v’=3）的絕熱振動曲線上形成的。對于F+HD（v=1）反應，實驗發(fā)現，在后向散射信號隨碰撞能的變化曲線上存在振動現象。為解釋實驗發(fā)現，張東輝等人進一步提高了他們在2008年所擬合的F+H2體系勢能面的精度。在新的勢能面上，理論與實驗取得了高度吻合。理論研究證實實驗所觀察到的振動現象是由束縛在產物HF（v’=4）絕熱振動曲線上的兩個共振態(tài)所引起的。更有意義的是，研究發(fā)現，HF（v’=4）絕熱振動曲線在反應物端與HD（v=1）態(tài)相關聯(lián)，因而它們只能通過HD的振動激發(fā)來探測，而不能通過平動能的增加而進入。這項工作表明，對于化學反應，分子振動激發(fā)不僅提供能量，也能開啟新的反應通道，觀察到在基態(tài)反應中所無法觀察到的共振現象，對提高化學反應本質機理的認識有著非常重要的意義。相關研究成果發(fā)表在Science上。

南京地質古生物所早石炭世腕足動物古地理研究取得新進展

中科院南京地質古生物所沈樹忠研究員等整合早石炭世杜內期（Tournaisian）、維憲期（Visean）和謝爾普霍夫期（Serpukhovian）全球1156個產地的腕足動物化石記錄，通過定量和定性分析，分別建立了早石炭世三個時期全球腕足動物古生物地理區(qū)系的格局，并分析了其演變過程。研究揭示出早石炭世全球腕足動物地理分布和生物區(qū)系與晚泥盆世相比具有明顯的轉折和變化。早石炭世早期全球腕足動物的分區(qū)性不明顯，歐洲、亞洲和北美洲，以及澳大利亞和西伯利亞等地的腕足動物群都具有很高的相似性。然而，從維憲期開始，北美腕足動物群與歐亞地區(qū)腕足動物群的聯(lián)系逐漸減少。到早石炭世晚期，已經可以明顯地區(qū)分出西伯利亞、古特提斯洋（或歐亞）和北美3個腕足動物地理大區(qū)。研究人員進一步分析指出，從泥盆紀到早石炭世全球腕足動物地理區(qū)系的變化，與歐美大陸和岡瓦納大陸的逐漸靠攏、拼合過程以及海西造山帶的隆起緊密相關。隨著海西造山帶的形成和隆升，位于歐美大陸和岡瓦納大陸之間的海水通道（Rheic Ocean）逐漸縮小并消失，并進一步導致了環(huán)赤道暖流的消失和轉向。二者產生的地理隔離成為北美和歐亞地區(qū)淺海腕足動物群隔離和新的生物地理區(qū)系形成的最主要因素。此外，早石炭世的全球海平面變化、全球氣候變冷以及岡瓦納冰川發(fā)育等也在一定程度上影響了腕足動物的遷移和擴散，并進一步影響了它們的地理分布以及地理區(qū)系變化。相關研究成果發(fā)表在Gondwana Res.上。

古脊椎所發(fā)現馴化過程中貓與人共生關系的最早證據

中科院古脊椎動物與古人類所胡耀武等研究組，對出土于陜西華縣泉護村遺址3個灰坑的多例貓骨，基于多種研究方法，在國際上首次提供了人類和貓類共生關系的最早證據，為揭示貓的馴化機制進而探討貓的馴化過程奠定了基礎。貓骨的骨骼測量數據顯示，其尺寸小于歐洲野貓而與歐洲家貓相近。AMS－14C測年表明，貓至少生活于5300年以前，遠早于之前人們認為的中國家貓的出現時間。尤為值得一提的是，該遺址人、貓、鼠的C、N穩(wěn)定同位素分析，清晰顯示出它們都攝取了一定量的C4類食物，這與當時廣泛種植的粟類作物（粟和黍）的貢獻密切相關。一只攝取較低肉食而更多粟類食物的貓，很可能主要在人類生活垃圾中覓食抑或受到先民的長期飼喂。顯然，仰韶文化時期發(fā)達的粟作農業(yè)和人類定居地，吸引了大量的嚙齒類動物，也引誘了貓來此覓食。當人們意識到貓能捕鼠從而能夠減少鼠類對人類農業(yè)的危害時，人類與貓之間的共生或互助關系（commensal or mutualistic relationship），也就由此形成。此外，泉護村貓的發(fā)現，還為深入了解5000多年前東西方的文化交流以及中國野貓本土馴化的可能性提供了新的研究線索。相關研究成果發(fā)表在PNAS上。

動物所單倍體干細胞研究取得新成果

中科院動物所周琪研究組成功地建立了大鼠的單倍體胚胎干細胞系，并證明大鼠單倍體胚胎干細胞在長期培養(yǎng)過程中仍可維持單倍性和多能性。進一步研究證明，針對大鼠單倍體胚胎干細胞進行大規(guī)模隨機突變，可以快速地建立涵蓋整個基因組的基因突變細胞庫，從而為大規(guī)?；蚝Y選提供了基礎。利用基因定點修飾技術CRISPR-Cas系統(tǒng)，可快速高效地在單倍體干細胞上進行精確定位的基因修飾或敲除，并且處理后的細胞仍能維持單倍體和多能性狀態(tài)。尤為重要的是，該工作證明了大鼠單倍體胚胎干細胞同樣具有替代精子與卵母細胞“受精”并產生健康大鼠的能力。通過種系嵌合和替代精子進行卵胞質注射兩種途徑，該團隊都成功獲得了健康的攜帶基因修飾的大鼠，從而證明大鼠孤雄單倍體胚胎干細胞可以將基因修飾快速地遺傳給后代，為研究基因功能提供了便利。相關研究成果發(fā)表在Cell Stem Cell上。

中國科大抗腫瘤納米藥物遞送研究取得新進展

中國科學技術大學王均研究組提出利用腫瘤組織酸性微環(huán)境和腫瘤細胞內微環(huán)境調控納米藥物載體性能，發(fā)展藥物遞送系統(tǒng)，克服體內多重給藥障礙，實現了抗腫瘤療效的顯著提高。他們通過組裝技術，制備了針對腫瘤組織微酸環(huán)境和腫瘤細胞內還原環(huán)境雙重響應的聚離子復合物納米藥物載體?NP/Pt@PPC-DA。通過體內外實驗研究證明，該納米給藥系統(tǒng)由于其聚乙二醇修飾以及尺度等特性，顯著延長了體內循環(huán)時間（i），并增強在腫瘤組織的富集（ii）；更為重要的是，在腫瘤組織微酸性環(huán)境下，PPC-DA發(fā)生電荷反轉，釋放出?NP/Pt，促進腫瘤細胞的攝?。╥ii），并在細胞內還原環(huán)境下快速釋放藥物（iv），該設計策略在體內將順鉑耐藥腫瘤細胞中的鉑類藥物攝取提高30倍以上，并在順鉑耐藥的非小細胞肺癌荷瘤小鼠腫瘤模型中，有效抑制了腫瘤的生長。該項研究對于推動下一代納米藥物載體的設計具有重要的科學意義和價值，也為克服化療藥物耐藥性藥物遞送系統(tǒng)研究開辟了新途徑。相關研究結果發(fā)表在Adv.Mater.上。

遺傳與發(fā)育所出生后腦發(fā)育機制研究獲進展

中科院遺傳與發(fā)育生物學所李曉江研究組最近發(fā)現，亨廷頓疾病蛋白的結合蛋白HAP1與出生后神經細胞分化成熟密切相關。HAP1主要表達在神經細胞中。利用基因敲除小鼠模型，他們發(fā)現將小鼠的HAP1在出生后敲除，可引起小鼠生長遲緩及早期死亡。然而，在成年鼠中敲除HAP1后，并不能引起上述表型。進一步研究發(fā)現，HAP1通過調節(jié)神經營養(yǎng)因子受體在細胞內轉運，從而影響腦發(fā)育早期階段的神經細胞分化成熟。該研究發(fā)現了出生后神經細胞分化成熟的一種新的機制，對治療腦發(fā)育缺陷疾病亦具有指導意義。相關研究結果發(fā)表在J.Clin Invest.上。

神經所揭示去同步化腦狀態(tài)下快速視覺處理的級聯(lián)放大機制

中科院上海生命科學院神經科學所姚海珊研究組研究了V1神經元的反應起始時間與腦活動狀態(tài)的關系。研究發(fā)現，V1神經元的反應起始時間在去同步化狀態(tài)下比同步化狀態(tài)更短。為了深入研究反應起始時間提前的機制，他們使用在體膜片鉗技術測量了同一個V1神經元在兩種腦狀態(tài)下的靜息電導和視覺誘發(fā)電導，發(fā)現去同步化腦狀態(tài)下的電導更高。通過建立一個單神經元模型，發(fā)現單個V1神經元的電導增加不足以解釋實驗中測得的反應起始時間的提前程度。于是，他們運用多通道線性硅電極同時記錄了LGN和V1神經元的反應。研究發(fā)現，LGN神經元的反應起始時間也是在去同步化狀態(tài)下更短，但其提前程度比V1神經元要小。在V1，反應起始時間的提前程度從layer4到layer2/3到layer5逐級增加。由此可見，反應起始時間的提前程度沿著視覺信息傳遞的方向逐級積累，這可能是去同步化腦狀態(tài)引起大范圍膜電導增加導致的。該項研究揭示的級聯(lián)放大機制為理解動物在機警狀態(tài)時做出快速反應的神經生物學機制奠定了基礎。相關研究成果發(fā)表在PNAS上。

生化與細胞所發(fā)現Numb蛋白可調控小腸膽固醇吸收

中科院上海生科院生物化學與細胞生物學所宋保亮研究組利用體細胞遺傳學的方法鑒定出NPC1L1蛋白的C端有一個特異性內吞序列。進而通過酵母雙雜交篩選出與該序列直接結合的蛋白Numb。Numb通過連接NPC1L1-C和Clathrin，從而介導NPC1L1和膽固醇的內吞。在細胞中基因沉默Numb后顯著減慢NPC1L1的內吞和膽固醇的吸收。進一步研究發(fā)現，膽固醇水平低時，內吞序列結合質膜。NPC1L1蛋白N端結構域結合膽固醇后，NPC1L1發(fā)生構象變化，其C端的內吞序列從質膜中暴露出來，結合Numb，進而招募AP2和Clathrin等，起始NPC1L1的內吞。利用小腸組織特異性Numb基因敲除小鼠作為模型，發(fā)現該小鼠從腸道中吸收膽固醇的量明顯減少，血液膽固醇水平也下降，并且該小鼠能夠有效抵抗飲食誘導的高膽固醇血癥。在小鼠體內表達多肽競爭NPC1L1-Numb的結合，可有效抑制膽固醇吸收。該研究深入揭示了小腸膽固醇吸收的分子機制，并為發(fā)展新型降膽固醇藥物提供了策略。相關研究成果發(fā)表在Nat.Med.上

植生生態(tài)所揭示真菌菌種退化的分子機理

中科院上海生命科學院植物生理生態(tài)所王成樹研究組以模式真菌——構巢曲霉為對象，開展了正常菌株與退化菌株的線粒體蛋白質組比較分析，結合不同生化試驗證明真菌退化表現為細胞凋亡的特征，包括線粒體呼吸能力提高、細胞色素c釋放、鈣離子濃度升高及凋亡誘導因子的高表達等，但退化菌株同時上調表達抗逆蛋白、抗凋亡因子及提高DNA修復能力等，因而短期內未表現出細胞死亡現象。該研究為真菌菌種退化的預防監(jiān)測提高了參加指標。相關研究成果發(fā)表在Mol.Cell.Proteomics上。

力學所研究揭示納米顆粒與肺表面活性劑相互作用新機理

中科院力學所胡國慶研究員等與其合作者，結合分子動力學模擬和實驗測量，深入研究了不同親水性及表面電荷對納米顆粒/天然肺表面活性劑單層膜相互作用的影響機理。研究表明，納米顆粒與肺表面活性劑的相互作用及其脂蛋白冕的形成，不僅影響肺表面活性劑單層膜的生物物理特性，還將對隨后的顆粒表面生物分子交換、與肺細胞的相互作用、顆粒進入不同組織和器官等過程產生影響。研究進一步建議，在評估納米顆粒毒性以及設計以納米顆粒為載體的吸入式給藥方式時，應考慮納米顆粒-肺表面活性劑脂蛋白復合體的特性。相關研究成果發(fā)表在ACS Na?no上。