本刊記者 姜 瑩

2013年度，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)（不含客座或兼職教授）共在《Nature》發(fā)表研究性論文27篇。研究?jī)?nèi)容涵蓋納米材料、氣候?qū)W、神經(jīng)生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)、基因組、量子物理、古生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物、農(nóng)業(yè)作物等學(xué)科領(lǐng)域。

此外，我國(guó)學(xué)者在古生物學(xué)領(lǐng)域的論文發(fā)表方面也取得了亮眼的成績(jī)。過去十年，有頜類的早期分化、硬骨魚類的起源與早期分化逐漸成為國(guó)際演化生物學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)，相關(guān)研究成果在《Nature》、《Science》等雜志上屢有報(bào)道。來自沈陽(yáng)師范大學(xué)古生物學(xué)院的周長(zhǎng)付教授與美國(guó)芝加哥大學(xué)和德國(guó)波恩大學(xué)合作，發(fā)現(xiàn)了我國(guó)迄今最原始的具毛發(fā)的哺乳動(dòng)物——“哺乳形巨齒獸”化石，證實(shí)了早期原始形哺乳動(dòng)物已廣泛具有哺乳類皮膚結(jié)構(gòu)。此外，臨沂大學(xué)地質(zhì)與古生物研究所的鄭曉廷教授發(fā)現(xiàn)了一種新的樹棲賊獸類--金氏樹賊獸，系統(tǒng)分析顯示賊獸屬于有冠類哺乳動(dòng)物，表明了有冠類起源于晚三疊紀(jì)時(shí)期并且在侏羅紀(jì)發(fā)生分化，體現(xiàn)了中生代哺乳動(dòng)物演化中存在許多趨同演化或逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

1996畢業(yè)月于北京醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)系，獲醫(yī)學(xué)學(xué)士學(xué)位。2003，畢業(yè)于德克薩大學(xué)，獲病理學(xué)博士學(xué)位。2009年-至今，清華大學(xué)教授。

ICOS共刺激分子直接控制T淋巴細(xì)胞在體內(nèi)遷移運(yùn)動(dòng)的新功能

體液免疫應(yīng)答是機(jī)體在感染病原后產(chǎn)生保護(hù)性抗體的生物學(xué)過程，是當(dāng)前多數(shù)保護(hù)性疫苗發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。產(chǎn)生抗體的B淋巴細(xì)胞在體內(nèi)并不獨(dú)立工作，而是需要通過與另一種白細(xì)胞（CD4型輔助T淋巴細(xì)胞）互動(dòng)而獲得信號(hào)，并在被稱作“濾泡區(qū)”和“生發(fā)中心”的淋巴組織微環(huán)境中成熟后才能行使功能。CD4型輔助T淋巴細(xì)胞有功能各不相同的數(shù)個(gè)亞群。其中，專門促進(jìn)B細(xì)胞免疫應(yīng)答叫做濾泡性輔助T細(xì)胞，它們分布在濾泡和生發(fā)中心。這類T細(xì)胞如何發(fā)育而來目前還不清楚。這個(gè)問題是當(dāng)前抗感染免疫研究的焦點(diǎn)之一，也是細(xì)胞免疫學(xué)的一個(gè)重要課題。ICOS是個(gè)經(jīng)典的T細(xì)胞共刺激分子，可以通過激活PI3K信號(hào)促進(jìn)T細(xì)胞活化。ICOS先天缺陷可導(dǎo)致體液免疫缺陷（普通變異型免疫缺陷癥，Common Variable Immunodeficiency）。過去的研究顯示ICOS在濾泡性輔助T細(xì)胞上表達(dá)水平很高，人們因此普遍假設(shè)ICOS信號(hào)可能通過誘導(dǎo)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子來誘導(dǎo)T細(xì)胞獲得分布到濾泡及生發(fā)中心的能力。

通過使用多種基因工程小鼠模型，結(jié)合經(jīng)典細(xì)胞免疫學(xué)手段與雙光子在體內(nèi)實(shí)時(shí)成像技術(shù)，祁海小組的研究顯示，ICOS通過PI3K信號(hào)誘導(dǎo)細(xì)胞偽足發(fā)生，促進(jìn)T細(xì)胞在體內(nèi)的持續(xù)性運(yùn)動(dòng)能力。在淋巴器官濾泡區(qū)，B細(xì)胞組成性表達(dá)ICOS的配體（ICOSL），從而通過持續(xù)刺激ICOS信號(hào)使T細(xì)胞能夠有效遷移到濾泡區(qū)。因此，ICOS信號(hào)在體內(nèi)其實(shí)可以直接控制T細(xì)胞運(yùn)動(dòng)能力，直接決定它們?cè)跒V泡區(qū)組織中的遷移與分布。這些結(jié)果對(duì)通行的濾泡輔助T細(xì)胞亞群分化理論提出了挑戰(zhàn)，為T細(xì)胞發(fā)育與微環(huán)境關(guān)系的研究開辟了新途徑，也為將來利用濾泡輔助T細(xì)胞改進(jìn)抗體疫苗打下基礎(chǔ)。另外，由于ICOS分子與很多病理炎癥過程相關(guān)，ICOS調(diào)控T細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的新機(jī)制也為研究T細(xì)胞亞群在炎癥中的作用提供了新思路。

譯文來自：Nature 496, 523-527 (25 April 2013)

世界著名結(jié)構(gòu)生物學(xué)家。1967年5月生于河南駐馬店。1989年畢業(yè)于清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系。1995年獲約翰·霍普金斯大學(xué)生物物理博士學(xué)位。1998年1月獲聘美國(guó)普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)系助理教授，2001年10月獲得該校終身教授，成為該系建系以來最年輕的終身教授和講席教授。2003年3月被聘為正教授，2007年4月受聘普林斯頓大學(xué)終身講席教授。2007年被聘為教育部長(zhǎng)江學(xué)者講座教授。2008年2月至今，受聘清華大學(xué)教授。2009年，入選第一批“千人計(jì)劃”。2005年，當(dāng)選華人生物學(xué)家協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)?，F(xiàn)任清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)、醫(yī)學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究院副院長(zhǎng)。2013年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。

研究涉及細(xì)胞凋亡領(lǐng)域、膜蛋白結(jié)構(gòu)與功能領(lǐng)域、蛋白降解與質(zhì)量控制領(lǐng)域和SMAD蛋白信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)領(lǐng)域。主要運(yùn)用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物化學(xué)的手段研究腫瘤發(fā)生和細(xì)胞調(diào)亡的分子機(jī)制，集中于腫瘤抑制因子和細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究，與重大疾病相關(guān)膜蛋白的結(jié)構(gòu)與功能的研究，細(xì)胞內(nèi)生物大分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)與功能研究。

細(xì)菌能量耦合因子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)

能量耦合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（energy-coupling factor transporter）是一類近年來新鑒定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，廣泛存在于革蘭氏陽(yáng)性病原菌之中，負(fù)責(zé)攝入一些維生素及其他微量元素。該轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合物包含四個(gè)組分：兩個(gè)結(jié)合并水解ATP提供能量的親水蛋白（EcfA和EcfA’），一個(gè)識(shí)別和轉(zhuǎn)運(yùn)底物的膜蛋白（EcfS）和另一個(gè)傳遞能量的膜蛋白（EcfT）。

施一公教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)通過X-射線晶體衍射的方法解析了能量耦合因子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三維結(jié)構(gòu)。通過分析該蛋白結(jié)構(gòu)，研究人員發(fā)現(xiàn)膜蛋白EcfS與細(xì)胞膜基本處于平行狀態(tài)，而一般膜蛋白基本是垂直于細(xì)胞膜。根據(jù)這個(gè)極其特殊的構(gòu)象，研究人員認(rèn)為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白EcfS通過在膜內(nèi)翻轉(zhuǎn)來攝入底物。當(dāng)處于垂直細(xì)胞膜的狀態(tài)時(shí)，EcfS可以與底物結(jié)合，然后翻轉(zhuǎn)進(jìn)入平行狀態(tài)并釋放底物，之后返回垂直狀態(tài)進(jìn)行下一輪循環(huán)，類似于酒杯在豎直狀態(tài)下接水，然后翻轉(zhuǎn)倒出杯內(nèi)的水。在該過程中，親水蛋白EcfA和EcfA’水解ATP并耦合膜蛋白EcfT為EcfS的翻轉(zhuǎn)提供能量。這一轉(zhuǎn)運(yùn)模式有別于目前對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通用的“alternating access”模型，是一種嶄新的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白工作模型。

譯文來自：Nature 497, 272-276 (09 May 2013)

2001年瑞士聯(lián)邦理工大學(xué)-蘇黎世（ETH Zurich）獲博士學(xué)位，中科院2005年“百人計(jì)劃”入選者及上海市2008年“浦江人才計(jì)劃”資助人員。研究方向?yàn)槟臼砗透适砩锛夹g(shù)。主持和參與了瑞士國(guó)際農(nóng)業(yè)研究中心、比爾及梅林達(dá)·蓋茨基金會(huì)、洛克菲勒基金會(huì)、農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目、科技部973計(jì)劃和863計(jì)劃項(xiàng)目等資助的薯類生物技術(shù)課題。2009年獲上海市植物生理學(xué)會(huì)“優(yōu)秀青年科技工作者”稱號(hào)，2011年獲“2011年度明治生命科學(xué)獎(jiǎng)”科學(xué)獎(jiǎng)。發(fā)表研究論文40余篇。

能量耦合因子型葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白面向內(nèi)的晶體結(jié)構(gòu)

ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體屬于新的ABC(ATP Binding Cassette)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，廣泛存在于包含很多致病菌的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌中，負(fù)責(zé)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)多種維生素和微量元素。該復(fù)合體由細(xì)胞膜上底物結(jié)合蛋白EcfS、和由膜結(jié)合蛋白EcfT、胞內(nèi)ATP結(jié)合蛋白EcfA/EcfA’組成的能量耦合模塊構(gòu)成。其三維結(jié)構(gòu)和跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子機(jī)理一直都不清楚。張鵬的研究團(tuán)隊(duì)通過異源表達(dá)純化的方法獲得了具有體內(nèi)/體外葉酸轉(zhuǎn)運(yùn)活性的ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體，進(jìn)而利用上海同步輻射光源（SSRF）測(cè)定了該復(fù)合體較高分辨率（3.0）的晶體結(jié)構(gòu)。這是迄今第一個(gè)ECF型ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，也是葉酸跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的首個(gè)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)清楚地展示了葉酸ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白復(fù)合體的三維構(gòu)象（圖a）：兩個(gè)跨膜蛋白中底物結(jié)合蛋白EcfS斜插在細(xì)胞膜內(nèi)，而EcfT蛋白則形成 “L”型構(gòu)象，由EcfT上伸出的兩個(gè)呈“X”型的螺旋躺在細(xì)胞內(nèi)EcfA/EcfA’蛋白表面的凹槽中，負(fù)責(zé)將ATP分解產(chǎn)生的EcfA/EcfA’的構(gòu)象改變傳遞到EcfS蛋白。這一結(jié)構(gòu)的解析為人們開展以ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白為靶標(biāo)的抗生素的藥物設(shè)計(jì)提供了分子基礎(chǔ)。

研究人員將結(jié)構(gòu)分析、轉(zhuǎn)運(yùn)活性實(shí)驗(yàn)以及與經(jīng)典ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的比較相結(jié)合，提出了葉酸通過ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的模型。在之前對(duì)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究中，人們普遍認(rèn)為膜結(jié)合蛋白二聚體在接受胞外底物時(shí)采取“∨”型構(gòu)象，而釋放底物到細(xì)胞內(nèi)時(shí)采取“∧”型構(gòu)象。而在ECF轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白中，底物的轉(zhuǎn)運(yùn)可通過EcfS蛋白在膜內(nèi)的構(gòu)象扭轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。（圖b、c)

譯文來自：Nature 497, 268-271 (09 May 2013)

侯建國(guó)，物理化學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士，第三世界科學(xué)院院士。

長(zhǎng)期從事物理化學(xué)領(lǐng)域特別是富勒烯分子與相關(guān)材料的研究工作，已在Nature、Science、J. Am. Chem. Soc. Phys. Rev. Lett. 等期刊雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇，是該領(lǐng)域有國(guó)際影響的學(xué)者。曾多次在國(guó)際會(huì)議上做邀請(qǐng)報(bào)告，擔(dān)任三個(gè)國(guó)際刊物的編委和一系列國(guó)際會(huì)議的程序委員會(huì)委員。2003年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。

亞納米分辨的單分子光學(xué)拉曼成像

上世紀(jì)60年代激光器的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了拉曼光譜技術(shù)的應(yīng)用，但發(fā)展高靈敏高分辨拉曼光譜技術(shù)仍然是材料科學(xué)特別是納米尺度上的微觀探索所面臨的巨大挑戰(zhàn)和追求的夢(mèng)想。上世紀(jì)70年代發(fā)展起來的表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)借助物理與化學(xué)增強(qiáng)手段使探測(cè)靈敏度得到了很大提高，而進(jìn)一步將該技術(shù)與掃描探針顯微術(shù)結(jié)合后發(fā)展起來的針尖增強(qiáng)拉曼散射（TERS）技術(shù)，除能極大提高光譜探測(cè)的靈敏度外，還可以同時(shí)提供高空間分辨的拉曼成像，因此人們對(duì)TERS技術(shù)探測(cè)微觀世界構(gòu)造的能力和前景充滿了期待。的確，迄今為止科技人員經(jīng)過大量努力，已經(jīng)將TERS測(cè)量的最佳空間成像分辨率發(fā)展到幾個(gè)納米的水平，但這顯然還不適合于對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行化學(xué)識(shí)別成像。

在僅僅使用單束連續(xù)波激光作為拉曼泵浦光源的情況下，通過頻譜共振調(diào)控實(shí)現(xiàn)了三階非線性受激拉曼散射過程。這不但大大提高了探測(cè)靈敏度，從而使測(cè)量所需要的入射激光強(qiáng)度得以大幅降低，保證了被測(cè)分子的穩(wěn)定性，而且由于激光產(chǎn)生的納腔等離激元場(chǎng)起著類似拉曼探測(cè)光源的作用，其空間上的高度局域性使得成像空間分辨率得到顯著改善。

譯文來自：Nature 498, 82－86 (06 June 2013)

1994年畢業(yè)于北京師范大學(xué)生物學(xué)系，獲學(xué)士學(xué)位；1999年畢業(yè)于北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物生態(tài)學(xué)專業(yè)，獲博士學(xué)位。1999－2001年在中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所做博士后，2001－2002年在德國(guó)辛氏博物館和瑞士巴塞爾博物館做訪問學(xué)者，2003－2009年在美國(guó)自然歷史博物館做博士后。2010年回國(guó)，入選中科院百人計(jì)劃。現(xiàn)在主要開展有關(guān)哺乳動(dòng)物主要門類的起源與早期演化、新生代環(huán)境演變與生物地層學(xué)、基于高精度CT技術(shù)的功能形態(tài)學(xué)、以及基于大矩陣的生物系統(tǒng)學(xué)方面的研究工作。

已知最早的靈長(zhǎng)類動(dòng)物骨骼和早期靈長(zhǎng)類動(dòng)物進(jìn)化

阿喀琉斯基猴骨架比以前知道的發(fā)現(xiàn)于德國(guó)梅瑟爾的達(dá)爾文猴和美國(guó)懷俄明的假熊猴整整早了7百萬年。而且，阿喀琉斯基猴在靈長(zhǎng)類的系統(tǒng)演化樹上與我們?nèi)祟愅瑢儆谝粋€(gè)大的支系，而達(dá)爾文猴和假熊猴則屬于另外一個(gè)分支，是現(xiàn)生狐猴的遠(yuǎn)親，與人類的親緣關(guān)系更遠(yuǎn)。

通過大量的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，倪喜軍和他的團(tuán)隊(duì)推測(cè)阿喀琉斯基猴在生活時(shí)的體重僅有20-30克，比現(xiàn)生的最小的倭狐猴略小一些。阿喀琉斯如此小的個(gè)體和它非?；傻南到y(tǒng)演化位置，證明最早的靈長(zhǎng)類動(dòng)物，包括眼鏡猴、獼猴、猩猩和人類的共同祖先，都是非常小的。顛覆了原先一些人認(rèn)為的類人猿的早期類型與某些現(xiàn)生類人猿在體型大小上相差無幾的觀點(diǎn)。根據(jù)生態(tài)復(fù)原，阿喀琉斯基猴應(yīng)該是一種小型的非?；钴S的靈長(zhǎng)類，在白天活動(dòng)，善于跳躍，依靠視力用手來捕食昆蟲。

譯文來自：Nature 498, 60－64 (06 June 2013)

1993畢業(yè)于美國(guó)密歇根大學(xué)，獲物理學(xué)學(xué)士；1999獲哈弗大學(xué)生物物理學(xué)博士學(xué)位。

通常情況下，通過禁區(qū)來控制級(jí)配曲線是SUP-13瀝青混合料級(jí)配的主要方式，但是通過這樣的方式來對(duì)瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)存在一定的隨意性，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該加入一些約束條件，以此來保證SUP-13 瀝青混合料的穩(wěn)定性。例如，CA 比=0.4～0.8，F(xiàn)AC=0.24～0.50，F(xiàn)AF=0.25～0.50。當(dāng)然，控制范圍并不是固定的，而應(yīng)該根據(jù)施工情況和需求來進(jìn)行調(diào)整。通過這樣的模式可以更好的提升混合料的穩(wěn)定性，但是也使得配合比設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)級(jí)配的指標(biāo)變化來不斷總結(jié)最佳的瀝青用量。

周界文的主要研究方向是用核磁共振(NMR)的方法來測(cè)定膜蛋白結(jié)構(gòu)，理解它們的功能與機(jī)制。他帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一系列的用于膜蛋白研究的核磁共振與生物化學(xué)技術(shù)，在這方面已今創(chuàng)造了幾項(xiàng)世界第一。其中，他們測(cè)定的肌漿網(wǎng)受磷蛋白結(jié)構(gòu)是世界上第一個(gè)用NMR定的螺旋膜蛋白的高分辨結(jié)構(gòu)。他們還用NMR測(cè)定了流感病毒的M2質(zhì)子通道，是世界上第一個(gè)病毒離子通道和質(zhì)子通道的結(jié)構(gòu)。周界文實(shí)驗(yàn)室還建立了一整套膜蛋白的高效表達(dá)，純化，重折疊，與核磁條件優(yōu)化的方法，用于測(cè)定了T細(xì)胞受體（TCR）埋在細(xì)胞膜內(nèi)與膜表面部分的結(jié)構(gòu)。周界文將結(jié)構(gòu)生物學(xué)帶進(jìn)了納米的時(shí)代,實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一種新的DNA納米管液晶用于微調(diào)膜蛋白并成功運(yùn)用于核磁共振的方法來測(cè)定膜蛋白結(jié)構(gòu)。這是納米技術(shù)首次與結(jié)構(gòu)生物學(xué)的完美結(jié)合與運(yùn)用，從而開始了一個(gè)新的研發(fā)結(jié)構(gòu)生物學(xué)納米技術(shù)的領(lǐng)域。

丙型肝炎病毒p7蛋白的特殊結(jié)構(gòu)

丙型肝炎病毒（HCV）是引發(fā)慢性肝炎的主要病原之一。由于目前缺乏有效的抗病毒疫苗，治療慢性丙型肝炎主要采用干擾素聯(lián)合利巴韋林療法，但其治療周期長(zhǎng)，療效有限，并且常常伴有較強(qiáng)的副作用，因此研究針對(duì)特定病毒蛋白的小分子化合物是未來的趨勢(shì)。

p7蛋白是HCV編碼的病毒離子通道蛋白，現(xiàn)已知其在病毒顆粒的包裝和釋放過程中具有非常重要的作用。但由于p7是膜蛋白，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而難以結(jié)晶，因此長(zhǎng)期以來人們對(duì)其結(jié)構(gòu)的認(rèn)知主要來自于計(jì)算機(jī)模擬而相對(duì)粗糙，針對(duì)p7的抗HCV藥物的研發(fā)也比較緩慢。

周界文研究組利用新型核磁共振技術(shù)首次解析出p7的精細(xì)結(jié)構(gòu)，展示出其特異的花瓣?duì)盍垠w結(jié)構(gòu)，并確定了其通道活性以及與金剛烷胺類藥物的作用位點(diǎn)。孫兵研究組前期通過對(duì)于SARS 3A蛋白（PNAS 2006）以及手足口病EV712B蛋白(Cell Research 2010）的研究，建立了研究病毒離子通道蛋白的工作技術(shù)平臺(tái)。在本合作項(xiàng)目中，孫兵研究組充分利用該平臺(tái)，利用雙電極電壓鉗技術(shù)，建立了在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中測(cè)定p7離子通道活性以及藥物抑制率的實(shí)驗(yàn)方法，并利用這一系統(tǒng)驗(yàn)證了決定p7離子通道活性的關(guān)鍵位點(diǎn)。這些功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果為p7精細(xì)空間結(jié)構(gòu)模型提供了實(shí)驗(yàn)生物學(xué)的證據(jù)。

譯文來自：Nature 498, 521－525 (27 June 2013)

1996年畢業(yè)于南昌大學(xué)；2003年畢業(yè)于中科院上海植物生理生態(tài)研究所，獲得博士學(xué)位。2012年－至今，任中國(guó)科學(xué)院上海巴斯德研究所研究員。

江陸斌研究方向人體寄生蟲分子和細(xì)胞生物學(xué)研究:惡性瘧原蟲中控制基因沉默的因子：PfSETvs,本研究的重點(diǎn)是闡明表觀遺傳因子中的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子對(duì)瘧原蟲病原基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，系統(tǒng)建立瘧原蟲致病基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子機(jī)制圖譜。

遺傳修飾瘧原蟲在滅活疫苗中的應(yīng)用研究:本研究將在闡明瘧原蟲表面抗原蛋白表達(dá)調(diào)控機(jī)制的基礎(chǔ)上，探索瘧原蟲滅活疫苗的研制，為臨床試驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

惡性瘧原蟲中控制基因沉默的因子：PfSETvs

瘧疾是一種主要的熱帶寄生蟲病。由惡性瘧原蟲引發(fā)的惡性瘧疾每年在全世界范圍內(nèi)造成至少100萬人死亡、3-5億人感病，是最嚴(yán)重的一種寄生蟲病。由于當(dāng)前并無有效的瘧疾疫苗，新型瘧疾疫苗的研發(fā)已成為世界醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。

惡性瘧原蟲的基因組編碼一個(gè)由60個(gè)基因組成的var基因家族。該基因家族的蛋白翻譯產(chǎn)物PfEMP1在惡性瘧原蟲感染紅細(xì)胞后可被運(yùn)輸至紅細(xì)胞膜表面，是一種主要的寄生蟲致病蛋白。人體針對(duì)PfEMP1蛋白產(chǎn)生的抗體可有效地抑制表達(dá)這種PfEMP1的惡性瘧原蟲在紅細(xì)胞內(nèi)的寄生。但由于單個(gè)惡性瘧原蟲在紅細(xì)胞感染期內(nèi)只能同時(shí)轉(zhuǎn)錄一個(gè)var基因，因此惡性瘧原蟲可利用var基因家族的這種相互排斥性表達(dá)機(jī)制成功地逃避人體針對(duì)PfEMP1產(chǎn)生的抗體反應(yīng)。目前，關(guān)于var基因的這一轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

通過實(shí)驗(yàn)研究，江陸斌研究組成功地找到了控制var基因沉默的關(guān)鍵因子PfSETvs。PfSETvs作為果蠅ASH1的同源蛋白，是一種組蛋白賴氨酸甲基化酶。研究人員證明PfSETvs可在var基因的啟動(dòng)子區(qū)域產(chǎn)生一類特異性的組蛋白修飾H3K36me3，進(jìn)而抑制var基因家族的轉(zhuǎn)錄。

這項(xiàng)研究首次證明了真核生物中組蛋白修飾H3K36me3對(duì)基因沉默的介導(dǎo)作用；研究中通過敲除PfSETvs基因產(chǎn)生的可表達(dá)全部PfEMP1蛋白的轉(zhuǎn)基因惡性瘧原蟲株也為研制新型瘧疾疫苗提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

譯文來自：Nature 499, 223－227 (11 July 2013)

1983年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，1986年北京農(nóng)業(yè)大學(xué)獲碩士學(xué)位，1995年英國(guó)牛津大學(xué)獲博士學(xué)位。先后在加拿大卡爾加里大學(xué)、英國(guó)牛津大學(xué)，美國(guó)哈佛大學(xué)/哈佛醫(yī)學(xué)院從事博士后研究工作。2001-2004年任英國(guó)牛津大學(xué)講師、博士生導(dǎo)師、研究組長(zhǎng)。2004-2008年任中國(guó)科學(xué)院微生物研究所所長(zhǎng)。2008年至今任中國(guó)科學(xué)院病原微生物與免疫重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。2010年至今任牛津大學(xué)客座教授。2011年5月至今任中國(guó)疾病預(yù)防控制中心副主任。2013年12月當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。

高福的主要研究方向?yàn)椴≡⑸锟绶N間傳播機(jī)制與分子免疫學(xué)，主要從事T細(xì)胞識(shí)別、流感病毒等囊膜病毒侵入的分子機(jī)制、禽流感等動(dòng)物源性病原跨種間傳播的機(jī)制研究等。

人類冠狀病毒MERS-CoV及其受體CD26的分子基礎(chǔ)

MERS-CoV與SARS-CoV同屬冠狀病毒科，beta冠狀病毒屬，為具囊膜的正鏈RNA病毒。病毒囊膜上含有刺突蛋白（spike,S），介導(dǎo)病毒對(duì)宿主特異性受體分子的結(jié)合，是起始病毒感染的最重要的分子。最近的研究表明，二肽基肽酶-4（dipeptidyl peptidase 4，DPPIV/CD26）是MERS-CoV在宿主細(xì)胞的受體。鑒定MERS-CoV S蛋白與CD26的結(jié)合模式，對(duì)于MERS-CoV病毒侵入機(jī)制研究和有效藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)具有重要意義。高福研究組長(zhǎng)期致力于囊膜病毒跨種間傳播機(jī)制與免疫分子識(shí)別研究，針對(duì)新發(fā)現(xiàn)的病毒受體分子，迅速開展了復(fù)合物結(jié)構(gòu)及相互作用的功能研究。

研究組首先鑒定了S蛋白中負(fù)責(zé)與CD26結(jié)合的部分，即受體結(jié)合域 (receptor binding domain of MERS，MERS-RBD）；然后成功制備了高純度的MERS-RBD以及與CD26的蛋白復(fù)合物，并獲得了高質(zhì)量的晶體；最終解析了MERS-RBD單體以及配體/受體復(fù)合物的分子結(jié)構(gòu)。MERS-RBD由核心區(qū)和外部受體識(shí)別區(qū)組成，核心區(qū)結(jié)構(gòu)與SARS-CoV的刺突分子同源，而外部受體識(shí)別區(qū)呈現(xiàn)為由β-折疊片構(gòu)成的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)單元，識(shí)別CD26分子“β-螺旋槳”樣結(jié)構(gòu)中的IV，V槳頁(yè)片。CD26屬于II型跨膜蛋白，以二聚體形式存在于細(xì)胞膜上，MERSRBD結(jié)合在CD26的遠(yuǎn)膜端，形成類似U-型的分子結(jié)構(gòu)。在病毒配體識(shí)別受體的過程中，側(cè)鏈基團(tuán)形成的氫鍵與鹽橋等親水相互作用至關(guān)重要。這些分子層面上的互作細(xì)節(jié)，為設(shè)計(jì)靶向病毒侵入的小分子藥物提供了重要的參考。

譯文來自：Nature，（7 July 2013）

鄭曉廷，臨沂大學(xué)地質(zhì)與古生物研究所所長(zhǎng)，古生物研究方向?qū)W科帶頭人，從事中生代恐龍和鳥類的科研工作，主要研究領(lǐng)域?yàn)轼B類功能形態(tài)學(xué)與系統(tǒng)分類學(xué)。依據(jù)由恐龍向鳥類轉(zhuǎn)變過程中的重要形態(tài)結(jié)構(gòu)演化特點(diǎn)，提出進(jìn)一步支持鳥類飛行樹棲起源理論的證據(jù)，推斷鳥類飛行能力演化的不同階段，并結(jié)合原始鳥類的各類羽毛和恐龍?jiān)加鹈奶卣?，完善羽毛起源的模式。在《Science》、《Nature》、《Proc Biol Sci》、《PNAS》等國(guó)際知名專業(yè)刊物發(fā)表論文13篇；出版?zhèn)€人學(xué)術(shù)專著2部；主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)。

一種新的樹棲賊獸類

新發(fā)現(xiàn)的“金氏樹賊獸”，估計(jì)體重約350克，體長(zhǎng)35cm，是所知的迄今為止報(bào)道過的最大的賊獸。其齒系非常特殊，下頜與進(jìn)步的多瘤齒獸相似，其顱后骨骼特征顯示具有樹棲習(xí)性。系統(tǒng)分析顯示賊獸屬于有冠類哺乳動(dòng)物，表明了有冠類起源于晚三疊紀(jì)時(shí)期并且在侏羅紀(jì)發(fā)生分化，體現(xiàn)了中生代哺乳動(dòng)物演化中存在許多趨同演化或逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

譯文來自：Nature 500,199－202 (08 August 2013)

博士，沈陽(yáng)師范大學(xué)古生物研究所綜合古脊椎動(dòng)物研究室副主任；北美古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)會(huì)員，2002年畢業(yè)于山東科技大學(xué)，2002-2007年北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院研究生，2007年獲得理學(xué)博士學(xué)位，2007年7月來沈陽(yáng)師范大學(xué)古生物研究所工作。

侏羅紀(jì)哺乳形動(dòng)物和最早期哺乳動(dòng)物的演化適應(yīng)

新發(fā)現(xiàn)的“哺乳形巨齒獸”體長(zhǎng)約30公分，體重估計(jì)約250克。周圍多處保存有毛發(fā)印痕，腹部保存有裸露的皮膚褶皺，據(jù)此推測(cè)巨齒獸很有可能具有一個(gè)裸露的腹部（目前還無法推測(cè)是否發(fā)育有育兒袋）。毛皮和其它皮膚衍生物（如跗骨毒刺)，證實(shí)了早期原始形哺乳動(dòng)物已廣泛具有哺乳類皮膚結(jié)構(gòu)。原始形哺乳動(dòng)物的重要科學(xué)意義在于它們代表了哺乳動(dòng)物最原始形態(tài)特征，這為追溯的哺乳動(dòng)物的起源和最早期哺乳類宏觀演化提供了化石證據(jù)。原始形哺乳動(dòng)物很少有保存頭顱和肢體骨骼，更少有毛發(fā)保存成為化石?！安溉樾尉摭X獸”是最原始的小賊獸支系（Haramiyida）僅有的完整的頭顱和骨骼，是這一類群化石的十分珍貴的重要發(fā)現(xiàn)。2006年中、美古生物學(xué)家曾在內(nèi)蒙古道虎溝等地中侏羅世地層發(fā)現(xiàn)了原始哺乳動(dòng)物“貍尾獸”等，但“巨齒獸”的肩胛骨較之更為原始、跟骨突很短、且該類群（小賊獸目）出現(xiàn)較早，其牙齒化石曾在歐洲距今約2.1億年的晚三疊世發(fā)現(xiàn)。該地區(qū)侏羅紀(jì)原始形哺乳動(dòng)物化石的相繼發(fā)現(xiàn)為研究全球哺乳動(dòng)物起源與早期演化提供了寶貴的化石證據(jù)。

譯文來自：Nature 500,163－167(08 August 2013)