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擬南芥隱花色素2(cry2)的光激發(fā)與光鈍化機制

光是影響地球上所有生命體系的重要環(huán)境因子，動植物均通過光受體蛋白感受感知光信號。其中，隱花色素(cryptochrome)是唯一一類在生命進化過程中極為保守的藍光受體蛋白。在植物系統(tǒng)中，隱花色素參與藍光誘導的幼苗形態(tài)建成和花發(fā)育等過程；而在哺乳動物中，隱花色素主要參與生物鐘與晝夜節(jié)律調控。

隱花色素于1993年首先在植物中被發(fā)現(xiàn)。能夠行使功能的隱花色素(cry)由隱花色素蛋白(CRY)與一個生色團(chromophore)共同組成。隱花色素吸收光子以激發(fā)原初光反應，然而，其原初光反應的分子機制一直未能破解。

2016年10月21日，《科學》在線發(fā)表福建農林大學林辰濤教授團隊的研究成果，闡述了模式植物擬南芥的藍光受體蛋白——隱花色素2(cry2)的光激活與失活機制。

他們的研究表明：光通過誘導隱花色素2形成同源二聚體的方式來激活隱花色素2，激發(fā)態(tài)隱花色素蛋白通過與其信號蛋白 (CIB1、SPA1、COP1等)的相互作用而調控下游功能基因表達，促進植物花發(fā)育。同時，他們鑒定出一種名為BIC1(blue-light inhibitor of cryptochromes 1)的蛋白，該蛋白與隱花色素2直接相互作用，阻斷隱花色素2的同源二聚化和后續(xù)信號轉導過程，以決定植物光受體的活性與信號強弱, 進而調控光合作用、光形態(tài)建成以及開花時間等植物生長發(fā)育進程。該研究同時發(fā)現(xiàn)人類隱花色素也具有二聚化反應。

這一研究發(fā)現(xiàn)了一種植物光受體的開光轉換機制——光誘導蛋白質相互作用來調控植物隱花色素信號通路，是中國科學家在光受體蛋白研究方面取得的新突破。

此外，光遺傳學技術方興未艾，在神經科學等領域擁有廣闊的應用前景。由于進化上的保守性和受光調控的特性，CRY2-CIB1系統(tǒng)已經被開發(fā)運用于光遺傳學領域。BIC1的發(fā)現(xiàn)，在植物以外的生命科學研究領域，可能會引發(fā)光遺傳學領域對隱花色素系統(tǒng)的進一步發(fā)展和利用。

[段艷芳 據Science 2016-10-21]

長征五號首飛成功！中國“奔月”“探火”靠它了

2016年11月3日20時43分，我國最大推力新一代運載火箭長征五號從中國文昌航天發(fā)射場點火升空，約30 min后，載荷組合體與火箭成功分離，進入預定軌道，長征五號運載火箭首次發(fā)射任務取得圓滿成功。

此次發(fā)射成功，標志著我國運載火箭實現(xiàn)升級換代，運載能力進入國際先進行列，是中國由航天大國邁向航天強國的重要標志。

據國家國防科工局、國家航天局介紹，長征五號運載火箭實現(xiàn)了我國液體運載火箭直徑由3.35～5 m的跨越，采用5 m直徑芯級，捆綁4枚3.35 m直徑助推器，全長約57 m，起飛重量約870 t；具備近地軌道25 t級、地球同步轉移軌道14 t級的運載能力，比現(xiàn)役火箭地球同步轉移軌道運載能力提升了2.5倍以上。

長征五號代表了我國運載火箭科技創(chuàng)新的最高水平，填補了我國大推力無毒無污染液體火箭發(fā)動機的空白，首次采用芯一級2臺50 t級氫氧發(fā)動機與4枚助推器各2臺120 t級液氧煤油發(fā)動機的組合起飛方案，10臺發(fā)動機同時點火，起飛推力達1060 t，實現(xiàn)了我國異型發(fā)動機起飛技術的重大突破。

長征五號是實現(xiàn)未來探月工程三期、載人空間站、首次火星探測任務等國家重大科技專項和重大工程的重要基礎和前提保障。按計劃，2017年嫦娥五號落月采樣返回、2018年發(fā)射空間站核心艙、2020年發(fā)射火星探測器等任務都將依靠長征五號來實現(xiàn)。

據介紹，長征五號運載火箭工程于2006年經國務院批準立項研制，由國家國防科技工業(yè)局牽頭組織實施，中國航天科技集團公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研制。遵循“發(fā)展航天、運載先行”“運載發(fā)展、動力先行”的理念，2000年，我國先行啟動了120 t級液氧煤油發(fā)動機和50 t級液氫液氧發(fā)動機研制攻關，其科研成果直接轉化支撐了長征六號、長征七號等新型運載火箭研制并首飛成功。

此次長征五號運載火箭搭載的是由遠征二號上面級和實踐十七號衛(wèi)星組成的載荷組合體。這是長征系列運載火箭的第238次發(fā)射。

[關毅 編譯]

“人類壽命極限”引發(fā)爭論

關于人類到底能夠活多久的爭論幾天前被再度點燃，而導火索便是科學家在2016年10月5日出版的《自然》雜志上發(fā)表的一篇文章，該研究指出，人類壽命已經接近了“天花板”，即人類壽命存在一個天然極限——均值約為115歲。

目前有記錄的世界最長壽的人是法國老太太Jeanne Calment，她已于1997年逝世，終年122歲。而近20年后發(fā)表的這項新研究無異于“火上澆油”——該研究高級作者、美國紐約市阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學院遺傳學系教授Jan Vijg與他的同事在對大型數(shù)據庫進行分析后認為，人類壽命的增長速度正在變得越來越慢，而這或許緣于深埋在我們基因當中的對于壽命長短的與生俱來的限制。Calment這樣的人只是統(tǒng)計學意義上的“異常值”，從概率來看，想要比Calment還長壽，這種概率是極低的。

Vijg和他的同事利用人類死亡率數(shù)據庫，分析了來自4個國家(法國、日本、英國和美國)的最長壽的老人是否隨著年代的更迭而變得越來越老，之后他們將這項研究的范圍擴大到30多個國家。

研究人員最終認為，大約在20世紀80年代，人類的最高壽命似乎便開始處于一個停滯時期，同時超過100歲的老人數(shù)量不再有顯著的增加。在伴隨這項研究的一篇評論中，芝加哥市伊利諾伊大學人口統(tǒng)計學家S. Jay Olshansky也贊同人類預期壽命在沒有戲劇性醫(yī)學突破的前提下不可能持續(xù)增加的說法。Olshansky的研究工作一直支持這一觀點。Olshansky甚至懷疑這是否就是人類的極限，或者是否“我們撞上了一個難于逾越的障礙”。

然而關于人類壽命的命題遠沒到蓋棺定論的時候。長期與Olshansky爭論的德國羅斯托克市馬普學會人口學研究所人口統(tǒng)計學家James Vaupel發(fā)表了一項聲明，稱這篇論文是一個“歪曲”。Vaupel說，這是因為盡管這些發(fā)現(xiàn)看起來是貌似有理的，但它們對于“我們到底能夠活多久并沒有增添任何科學認識”。Vaupel以日本人為例，該國人口出生時的預期壽命一直在攀升，如今已經超過了83歲。此外，Vaupel強調，多年來，科學家認為人類的平均壽命與最長壽命正處于穩(wěn)定水平的開端——只能看到它們緩慢地增長。

自19世紀以來，人類的預期壽命一直在穩(wěn)步上升。偶爾還會有像Calment這樣的“超級人瑞”(年紀達到110歲以上)見諸報端。科學家還借助基因技術或者飲食控制手段，成功使一些實驗動物的壽命大大延長。這些都讓一些科學家傾向于推斷認為，人類壽命可能沒有上限。

但另外一些科學家則認為，人類預期壽命的上升以及壽命極值都會迎來“天花板”。在這項新的研究中，科學家推斷，如果人類壽命沒有上限，那么隨著醫(yī)學技術的進步，高年齡段老年人的存活率應該不斷提高。但數(shù)據分析發(fā)現(xiàn)，1920年，85歲老年人的存活率提升最快；到1950年前后，90歲老年人的存活率提升最快；1980年，99歲老年人的存活率提升最快；但這個數(shù)值達到99歲之后，就進入了一個“平臺期”，僅在緩慢小幅提升。也就是說，1980年之后，盡管醫(yī)學技術還在不斷進步，99歲以上老人與疾病和衰老抗爭的“勝算”沒有太大改觀。

研究小組隨后又分析了人類死亡率數(shù)據庫的數(shù)據。結果發(fā)現(xiàn)，法國、日本、美國和英國這4個“超級人瑞”人數(shù)最多的國家，在20世紀70年代至90年代早期間，最長壽者的死亡年齡快速上升，也就是說最長壽者的存活年限不斷延長。但到了20世紀90年代中期，這個數(shù)字也進入“平臺期”，穩(wěn)定在114.9歲左右。排在這幾個國家長壽榜單第二到第五位的人，死亡年齡也出現(xiàn)了同樣的趨勢。另外，專門研究110歲以上長壽老人的國際研究機構“老年醫(yī)學研究組織”的跟蹤統(tǒng)計顯示，“超級人瑞”們截至目前的死亡年齡峰值約為115歲。

Vijg研究小組因此得出結論認為，人類的壽命存在一個天然極限，這個數(shù)值約為115歲。而類似法國的Calment這樣的人，只是人口統(tǒng)計學意義上的“異常值”。

Vijg本人承認，這一結論令人吃驚，畢竟世界人口仍在不停增長，而且人們的營養(yǎng)和健康狀況在不斷改善。據《自然》雜志網站報道，有些科學家并不認同Vijg小組的結論，他們認為現(xiàn)在就提出所謂人類壽命上限還為時過早。

[關毅 編譯]