中國生命科學十大進展評出！男性不育可能是這個基因突變

近日，中國科協生命科學學會聯合體公布2017年度「中國生命科學十大進展」評選結果。

該評選結果由中國生命科學學會聯合體組織22家成員學會推薦，經生命科學領域同行專家審核得出的。該評選旨在推動生命科學領域的創新發展，充分展示和宣傳我國生命科學領域的重大科技成果。

人Piwi基因突變致男性不育

男性不育是當前備受關注的社會問題。Piwi基因在男性睾丸組織中呈現特異性表達，但該基因在人類精子發生及男性不育中的作用鮮為人知。

中國科學院上海生物化學與細胞生物學研究所劉默芳研究組和上海市計劃生育科學研究所施惠娟研究組合作，從男性不育症患者中篩查發現了一類Piwi基因突變，並通過小鼠模型證明了此類突變導致雄性不育和揭示了此類突變導致雄性不育的分子機制，並基於此設計干預策略，有效恢復了突變小鼠的精子活性。該研究首次證明了Piwi基因突變導致男性不育，並為此類男性不育症的精準醫療提供了理論基礎和方法策略。

該成果發表於《細胞》雜誌（Cell，2017，169(6):1090-1104）。

水稻新型廣譜抗病遺傳基礎發現與機制解析

稻瘟病被稱為「水稻癌症」，常年肆虐各個水稻產區，引起水稻大幅度減產甚至絕收，是全球糧食安全的重大隱患。

四川農業大學陳學偉研究組利用大數據分析，結合分子生物技術手段鑒定並克隆了抗病遺傳基因位點Bsr-d1，揭示了該位點具有抗譜廣、抗性持久、對水稻產量性狀無明顯影響等特徵。該研究成果一方面極大豐富了水稻免疫反應和抗病分子的理論基礎；另一方面，為培育廣譜持久抗稻瘟病的水稻新品種提供了關鍵抗性基因；同時，也為小麥、玉米等糧食作物相關新型抗病機理的基礎和應用研究提供重要借鑒。

該成果發表於《細胞》雜誌（Cell，2017，170(1):114-126）。

m6A甲基化修飾調控脊椎動物造血幹細胞命運決定

造血幹細胞是各種血細胞的原始祖細胞，不僅維持血液系統的長期穩定，也是骨髓移植治療惡性血液疾病的核心組分，但其來源匱乏卻是制約臨床疾病治療的瓶頸。

中國科學院動物研究所劉峰研究組和北京基因組研究所楊運桂研究組合作研究，首次發現內皮-造血細胞轉化過程中m6A的甲基化調節基因表達平衡，促進造血幹細胞發育。該工作從嶄新的視角揭示了造血幹細胞命運決定的機制，在拓展了人們對於m6A生理功能的認知，同時還將為探索體外造血幹細胞的來源提供新思路。

該發現發表於《自然》雜誌（Nature，2017，549:273-276）。

化療藥物通過caspase-3誘導細胞焦亡而產生毒副作用

細胞焦亡是通過炎性caspase蛋白酶剪切Gasdermin-D（GSDMD）蛋白，使GSDMD蛋白釋放其具有細胞膜打孔活性的結構而發生的一種細胞炎性壞死。

北京生命科學研究所邵峰研究團隊發現凋亡性而非炎性的caspase-3蛋白酶切割活化Gasdermin-E（GSDME）蛋白也以可誘發細胞焦亡，臨床常用化療藥物通過GSDME依賴的細胞焦亡而殺死正常細胞，在小鼠中敲除GSDME基因能顯著減輕化療藥物導致的器官損傷和體重下降等毒副作用。這些發現首次揭示腫瘤化療藥物毒副作用的分子機制，為提高化療效率提供了新途徑。

該發現發表於《自然》雜誌（Nature，2017，547:99-103）。

細胞感應葡萄糖水平並調控代謝的分子機制

葡萄糖是細胞的主要能量來源, 其水平下降將激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）。廈門大學林聖彩研究組與英國Dundee大學D.G.Hardie等合作報道了一種通過感知細胞內葡萄糖代謝中間物——果糖-1,6-二磷酸（FBP）的下降來觸發AMPK活化的新機制。該研究揭示了細胞對葡萄糖的感知通路及葡糖糖控制細胞代謝狀態的機制，還顛覆了傳統的AMPK依賴AMP升高而被活化的範式。

該成果發表於《自然》雜誌（Nature，2017，548:112-116）。

基於單細胞測序的肝癌免疫圖譜

中國肝癌患者人數居世界之首，成為中國健康威脅之一。北京大學張澤民研究組與北京世紀壇醫院彭吉潤及歐陽文軍研究組合作，對肝癌腫瘤微環境中的T淋巴細胞進行了綜合分析，完成了超過5000個T淋巴細胞的單細胞測序數據，揭示了血液和腫瘤中T細胞的特徵截然不同，探索了T淋巴細胞不同亞群之間的關係，並且發現和通過體外實驗進一步證明Layilin基因可能作為一個潛在的免疫療法的靶點。本項工作是國際上首次專門針對腫瘤相關T淋巴細胞的單細胞組學研究，為多角度理解肝癌相關的T淋巴細胞特徵奠定了基礎，也為腫瘤免疫圖譜的勾畫做出了範式，成為對其他腫瘤開展類似研究的重要基礎。

該成果發表於《細胞》雜誌（Cell，2017，169 (7): 1342-1356）

水稻廣譜持久抗病與產量平衡的遺傳與表觀調控機制

稻瘟病是水稻最嚴重的病害，是水稻生產的「癌症」，被列為十大真菌病害之首。發掘廣譜持久的抗稻瘟病新基因、平衡抗病和產量關係是水稻育種的瓶頸問題。

中國科學院上海生科院植物生理生態研究所何祖華研究組系統鑒定和解析水稻廣譜抗瘟新基因Pigm，發現該基因位點通過蛋白互作和表觀遺傳方式精妙調控一對免疫受體蛋白PigmR和PigmS而協調水稻廣譜抗病與產量平衡的新機制，為作物高抗與產量矛盾提出新的理論，也為作物抗病育種提供了有效技術。該成果已被40多家單位應用於抗病分子育種，有多個廣譜抗病新品種進行審定和大面積推廣，具有巨大的應用潛力。

該成果發表於《科學》雜誌（Science，2017，355:962-965）。

超高時空分辨微型化雙光子在體顯微成像系統

北京大學多學科交叉研發團隊，在程和平院士的帶領下，運用微集成、微光學、超快光纖激光和半導體光電學等技術，在高時空分辨在體成像系統研製方面取得突破性技術革新，成功研製2.2克微型化佩戴式雙光子熒光顯微鏡，在國際上首次記錄懸尾、跳台、社交等自然行為條件下小鼠大腦神經元和神經突觸活動的高速高分辨圖像。此項突破性技術將開拓新的研究範式，在動物自然行為條件下，不僅可以「看得見」大腦活動的過程，還將為可視化研究自閉症、阿爾茨海默病、癲癇等腦疾病的神經機制發揮重要作用。此項成果反映了我國生命科學家已具備研製整系統尖端科研儀器設備的能力，為即將啟動的中國腦科學計劃打造了一個核心創新工具。

該成果發表於《自然?方法》雜誌（Nature Methods，2017，14:713–719）。

癢覺信息傳遞的神經環路機制

癢覺是人類和動物感知外界威脅的重要途徑，在維持機體生存和健康方面發揮重要作用。然而慢性瘙癢卻會導致嚴重的皮膚損傷，引起抑鬱、睡眠障礙等。癢覺的神經機制一直是神經科學研究中的一大謎團。

中國科學院神經科學研究所孫衍剛研究組從脊髓水平癢覺特異的胃泌素釋放肽受體（GRPR）陽性神經元著手，證明癢覺信息傳遞的核心神經環路，並進一步證實腦幹臂旁核腦區在慢性瘙癢的發生、發展中發揮關鍵作用。該研究系統地闡明了癢覺信息傳遞的神經環路機制，並為尋找慢性瘙癢的潛在治療靶點提供了新的方向。

該成果發表於《科學》雜誌（Science，2017，357:695-699）。

中國學者首次建立基因編輯瑞特綜合征猴模型

瑞特綜合征（RTT）是一種由MECP2單基因突變導致的神經發育性疾病。患者智力低下，自主行為和生存能力差，需要家庭和社會終身照顧。為了更好地研究該病的發病機理，進而開發治療藥物及探索治療辦法，科學家構建了一系列小鼠、大鼠等嚙齒類實驗動物。然而，這些嚙齒類模型難以模擬臨床病患特徵，無法開展相關研究。

昆明理工大學季維智研究組利用TALEN靶向基因編輯技術對食蟹猴MECP2基因進行了敲除，獲得一批瑞特綜合征猴模型。它們表現出許多類似瑞特綜合征患者而未曾在嚙齒類實驗動物中發現的臨床表型。該研究也首次從腦發育、眼動、轉錄組等對瑞特綜合征模型進行了評估，為開展瑞特綜合徵發病機理及治療研究奠定了基礎。

該成果發表於《細胞》雜誌（Cell，2017，169(5):945-955）

內容來源：人民網、健康報

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