论文部分内容阅读
医学
腹主动脉瘤发病机制方面的研究取得重要进展
北京大学医学部基础医学院孔炜教授研究团队开展同型半胱氨酸直接结合并激活血管紧张素2受体1从而加重血管损伤的研究，研究论文发表于《自然—通訊》。该研究从临床问题出发，揭示高同型半胱氨酸作为新的危险因素，促发腹主动脉瘤新机制，即同型半胱氨酸可作为血管紧张素I型受体（AngiotensinⅡType 1，AT1）新的配体，以不依赖于血管紧张素Ⅱ（AngII）作用，激活AT1受体，从而加重血管损害。腹主动脉瘤是与高血压相关的高度致死心血管疾病，目前尚无有效药物治疗方法。同型半胱氨酸（Homocysteine， Hcy）为蛋氨酸代谢中间产物，高同型半胱氨酸血症是多种心血管疾病的危险因素。
应激性心脏损伤方面的研究进展
北京大学第三医院心内科张幼怡研究员团队开展白介素18剪切活化启动b-肾上腺素受体过度激活所致心脏炎症及纤维化研究，相关论文发表于《欧洲心脏杂志》。围绕交感神经系统过度激活所致心脏损伤机制开展研究，从临床问题出发，分析在急性b-肾上腺素受体激活后，心脏炎症因子表达和心脏组织结构和功能的动态变化过程。发现急性b-肾上腺素受体激活后，心肌细胞特异的炎性小体快速活化，引起IL-18剪切激活，后者是促发心脏细胞因子瀑布反应和巨噬细胞浸润，并导致心肌损伤和功能减低的关键因子。交感过度激活的急性胸痛患者也伴随着外周血IL-18水平的升高。
髓系抑制性细胞（MDSC）在新生个体免疫稳态建立过程中的作用
中山大学中山医学院人类病毒学研究所周洁教授和Dmitry Gabrilovich教授团队合作，揭示了髓系抑制性细胞（myeloidderived suppressor cells， MDSC）在新生个体免疫稳态建立过程中的重要作用，相关成果发表于《自然—医学》。MDSCs是一类非成熟的髓系细胞，具有广谱的免疫抑制功能。目前普遍认为，MDSC的扩增主要存在于肿瘤，感染等病理状态，通过抑制免疫应答，诱导机体对肿瘤或病原体的免疫耐受，促进肿瘤或感染性疾病的进展；而在正常健康机体中，MDSC被认为不存在或水平极低。该项研究发现了MDSC在新生儿期的重要生理性免疫调节作用。
成纤维细胞亚群调控肿瘤干细胞新机制
中山大学孙逸仙纪念医院宋尔卫、苏士成团队运用细胞膜蛋白CD10和GPR77为化疗耐受相关的成纤维细胞亚群贴上“身份标签”，发现了一种新型表达CD10 与GPR77 细胞表面标记分子的癌症相关成纤维细胞，此种成纤维细胞可显著促进乳腺癌与肺癌病人对化疗的耐药性，并为肿瘤干细胞的干性维持提供了环境，研究论文发表于《细胞》。既往研究提示肿瘤相关成纤维细胞具有高度的异质性。该研究采用术前化疗作为研究肿瘤微环境异质性的临床模型，通过临床标本高通量筛选发现的膜蛋白鉴定成纤维细胞亚群，阐述了补体分子对炎症转录因子转录后修饰的调控作用，为靶向肿瘤干细胞微环境的治疗提供了新思路。 信息
成对辐射奇异点体系中体费米弧和偏振态半核的观测
北京大学信息科学技术学院、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室彭超副教授与麻省理工学院物理学系Marin Solja i 教授课题组、宾夕法尼亚大学物理学与天文学系Bo Zhen助理教授合作，对非厄米系统的拓扑性质展开直接实验研究，成功观测到非闭合的费米弧（Fermi arcs）和偏振态半核（polarization half-charge）现象，相关论文发表于《科学》。费米弧是能量等高线上具有开放端点的不闭合弧。实验观测的费米弧来自三维体系自身，而非其二维表面，因此被叫做体费米弧。体费米弧连接了系统中的两个辐射奇异点，体现出非厄米系统的拓扑性质。同时，还观测到系统内拓扑性质的另一种表现——光子偏振态半核。
锡烯中的超导电性
清华大学物理系张定助理教授、徐勇助理教授和薛其坤教授研究团队报道了在薄至两个原子层厚度的灰锡—锡烯—中，发现了二维超导电性，并揭示了其拓扑非平庸物性，研究成果以薄层锡烯中的超导电性为题发表于《自然—物理》。锡烯的态密度受到了衬底的调制，导致了超导电性的出现。通过改变衬底厚度，实现了锡烯从单带超导体到双带超导体的转变。外延生长的锡烯薄膜极其稳定，在没有任何保护层的情况下其超导电性可以长久保持（超过1年）。由于锡烯超导层与碲化铋衬底具有原子级平整的界面，而后者是三维拓扑绝缘体，这个特点使得通过超导近邻效应实现量子化的马约拉纳零能模成为可能。
超表面全息图批量化制备技术
中科院光电技术研究所微细加工与光学技术国家重点实验室罗先刚等利用表面等离子体共振光刻技术，成功实现了亚波长超表面全息图的批量化制备，相关论文发表于《先进光学材料》。全息技术是一种理想无辅助设备的虚拟现实技术，在3D显示领域、信息加密与存储、全息防伪等方面具有重要应用价值。超表面具备亚波长尺度（几十到百纳米）内调控光场相位及振幅的能力，是理想的全息图编码材料。表面等离子体光刻技术相对于目前大多使用的逐点扫描加工的方式具有加工效率高、加工成本低等优势。在光刻结构中，使用共振腔体来放大倏逝波成分并调制成像面的电场分量，获得高分辨率的各向异性超表面全息结构。
细胞“感知”机械力的精巧分子机器结构与机制
清华大学肖百龙与李雪明课题组合作，开展Piezo1离子通道的结构与机械门控机制研究，研究论文发表于《自然》。文章解析了哺乳动物机械门控Piezo1离子通道的高分辨率三维结构，揭示了其参与机械力感受与传递的关键功能位点，进而提出了Piezo通道以类似杠杆原理进行机械门控的精巧工作机制。机械门控阳离子通道是一类能够响应机械力刺激而引起阳离子进出细胞、进而诱发细胞兴奋和信号传递的一类重要离子通道。Piezo通道作为机械力受体能够被挤压、牵张及被流体剪切力等不同形式的机械力所激活。表达在血管内皮细胞中的Piezo1被证实作为剪切力受体感知血流，从而控制血管发育及进行血压调节。 植物
泛基因组分析揭示栽培稻和野生稻中基因组变异
中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所和上海师范大学生命与环境科学学院黄学辉教授团队合作，在水稻基因组复杂遗传变异的研究中取得进展，相关成果发表于《自然—遗传学》。该研究绘制了栽培稻—野生稻的泛基因组图谱，系统鉴定了涵盖各类群水稻的编码基因集，其中很多新鉴定出的基因在各类群水稻中呈现出丰富的“存在—缺失”变异。水稻是我国重要的粮食农作物。亚洲栽培稻及其祖先种普通野生稻存在多种类群，分布广泛，可以适应多样的生态环境和农艺条件。水稻丰富的遗传多样性在驯化和现代育种中都发挥了重要的作用，并将成为应对粮食需求增长和环境变化进行品种改良的关键资源。
棉花体胚发生调控机制研究
华中农业大学植物科学技术学院杨细燕副教授等人基于棉花团队早期对高效体胚发生材料YZ1的小RNA和降解组测序中鉴定到的小RNA及其靶标基因，探讨GhmiR157a/GhSPL10在棉花体细胞胚胎发生中的功能，相关论文发表于Journal of Experimental Botany。体细胞胚胎发生（SE）体系是研究组织和器官脱分化和再分化的良好模型，也是植物转基因技术的重要依托，对于其机制的研究具有重要的理论和应用价值。microRNAs（miRNAs）是一类长度通常为19-25个核苷酸（nt）的内源非编码RNA，在植物生长发育、激素信号转导、逆境胁迫响应等方面起着重要的作用。
猕猴桃多重高效基因组编辑系统研究
中科院华南植物园黄宏文研究员等人，建立了一种新的快速高效的成对sgRNA的Cas9双元表达载体的构建策略，研究论文发表于Plant Biotechnology Journal。猕猴桃为我国特有的雌雄异株多年生果树，因其丰富的营养价值和独特的风味而成为全球性重要的新兴水果。猕猴桃中PTG/Cas9系统的靶标突变效率相比传统的CRISPR/Cas9系统高出近10倍。实验设计的两种系统均能成功地诱导由G418抗性愈伤组织再生的猕猴桃幼苗白化表型。该研究在猕猴桃中建立了多重高效的PTG/Cas9基因组编辑系统，研究结果为在其他植物或作物中进行基因组编辑效率的优化提供了借鉴和指导。
小麦多倍体研究进展
中国农业大学农学院小麦研究中心辛明明等人与西北农林科技大学等合作，将小麦多倍体研究最新成果发表于The Plant Cell。研究利用转录组测序，从全基因组水平上分析了二倍体小麦、四倍体小麦和六倍体小麦不同发育时期胚乳印迹基因数目、种类及其功能类别，提出了母本印迹基因主要参与了营养的代谢而父本印迹基因参与基因转录调控。发现了约50%的印迹基因在小麦多倍体形成过程中表达模式具有保守性。同时，小麦多倍体形成过程中，可能由于亚组基因的互作影响了亲本等位基因的表达，使得部分同源基因之间的父母本等位基因表达发生分化，从而在多倍体小麦鉴定到更多的印迹基因。
腹主动脉瘤发病机制方面的研究取得重要进展
北京大学医学部基础医学院孔炜教授研究团队开展同型半胱氨酸直接结合并激活血管紧张素2受体1从而加重血管损伤的研究，研究论文发表于《自然—通訊》。该研究从临床问题出发，揭示高同型半胱氨酸作为新的危险因素，促发腹主动脉瘤新机制，即同型半胱氨酸可作为血管紧张素I型受体（AngiotensinⅡType 1，AT1）新的配体，以不依赖于血管紧张素Ⅱ（AngII）作用，激活AT1受体，从而加重血管损害。腹主动脉瘤是与高血压相关的高度致死心血管疾病，目前尚无有效药物治疗方法。同型半胱氨酸（Homocysteine， Hcy）为蛋氨酸代谢中间产物，高同型半胱氨酸血症是多种心血管疾病的危险因素。
应激性心脏损伤方面的研究进展
北京大学第三医院心内科张幼怡研究员团队开展白介素18剪切活化启动b-肾上腺素受体过度激活所致心脏炎症及纤维化研究，相关论文发表于《欧洲心脏杂志》。围绕交感神经系统过度激活所致心脏损伤机制开展研究，从临床问题出发，分析在急性b-肾上腺素受体激活后，心脏炎症因子表达和心脏组织结构和功能的动态变化过程。发现急性b-肾上腺素受体激活后，心肌细胞特异的炎性小体快速活化，引起IL-18剪切激活，后者是促发心脏细胞因子瀑布反应和巨噬细胞浸润，并导致心肌损伤和功能减低的关键因子。交感过度激活的急性胸痛患者也伴随着外周血IL-18水平的升高。
髓系抑制性细胞（MDSC）在新生个体免疫稳态建立过程中的作用
中山大学中山医学院人类病毒学研究所周洁教授和Dmitry Gabrilovich教授团队合作，揭示了髓系抑制性细胞（myeloidderived suppressor cells， MDSC）在新生个体免疫稳态建立过程中的重要作用，相关成果发表于《自然—医学》。MDSCs是一类非成熟的髓系细胞，具有广谱的免疫抑制功能。目前普遍认为，MDSC的扩增主要存在于肿瘤，感染等病理状态，通过抑制免疫应答，诱导机体对肿瘤或病原体的免疫耐受，促进肿瘤或感染性疾病的进展；而在正常健康机体中，MDSC被认为不存在或水平极低。该项研究发现了MDSC在新生儿期的重要生理性免疫调节作用。
成纤维细胞亚群调控肿瘤干细胞新机制
中山大学孙逸仙纪念医院宋尔卫、苏士成团队运用细胞膜蛋白CD10和GPR77为化疗耐受相关的成纤维细胞亚群贴上“身份标签”，发现了一种新型表达CD10 与GPR77 细胞表面标记分子的癌症相关成纤维细胞，此种成纤维细胞可显著促进乳腺癌与肺癌病人对化疗的耐药性，并为肿瘤干细胞的干性维持提供了环境，研究论文发表于《细胞》。既往研究提示肿瘤相关成纤维细胞具有高度的异质性。该研究采用术前化疗作为研究肿瘤微环境异质性的临床模型，通过临床标本高通量筛选发现的膜蛋白鉴定成纤维细胞亚群，阐述了补体分子对炎症转录因子转录后修饰的调控作用，为靶向肿瘤干细胞微环境的治疗提供了新思路。 信息
成对辐射奇异点体系中体费米弧和偏振态半核的观测
北京大学信息科学技术学院、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室彭超副教授与麻省理工学院物理学系Marin Solja i 教授课题组、宾夕法尼亚大学物理学与天文学系Bo Zhen助理教授合作，对非厄米系统的拓扑性质展开直接实验研究，成功观测到非闭合的费米弧（Fermi arcs）和偏振态半核（polarization half-charge）现象，相关论文发表于《科学》。费米弧是能量等高线上具有开放端点的不闭合弧。实验观测的费米弧来自三维体系自身，而非其二维表面，因此被叫做体费米弧。体费米弧连接了系统中的两个辐射奇异点，体现出非厄米系统的拓扑性质。同时，还观测到系统内拓扑性质的另一种表现——光子偏振态半核。
锡烯中的超导电性
清华大学物理系张定助理教授、徐勇助理教授和薛其坤教授研究团队报道了在薄至两个原子层厚度的灰锡—锡烯—中，发现了二维超导电性，并揭示了其拓扑非平庸物性，研究成果以薄层锡烯中的超导电性为题发表于《自然—物理》。锡烯的态密度受到了衬底的调制，导致了超导电性的出现。通过改变衬底厚度，实现了锡烯从单带超导体到双带超导体的转变。外延生长的锡烯薄膜极其稳定，在没有任何保护层的情况下其超导电性可以长久保持（超过1年）。由于锡烯超导层与碲化铋衬底具有原子级平整的界面，而后者是三维拓扑绝缘体，这个特点使得通过超导近邻效应实现量子化的马约拉纳零能模成为可能。
超表面全息图批量化制备技术
中科院光电技术研究所微细加工与光学技术国家重点实验室罗先刚等利用表面等离子体共振光刻技术，成功实现了亚波长超表面全息图的批量化制备，相关论文发表于《先进光学材料》。全息技术是一种理想无辅助设备的虚拟现实技术，在3D显示领域、信息加密与存储、全息防伪等方面具有重要应用价值。超表面具备亚波长尺度（几十到百纳米）内调控光场相位及振幅的能力，是理想的全息图编码材料。表面等离子体光刻技术相对于目前大多使用的逐点扫描加工的方式具有加工效率高、加工成本低等优势。在光刻结构中，使用共振腔体来放大倏逝波成分并调制成像面的电场分量，获得高分辨率的各向异性超表面全息结构。
细胞“感知”机械力的精巧分子机器结构与机制
清华大学肖百龙与李雪明课题组合作，开展Piezo1离子通道的结构与机械门控机制研究，研究论文发表于《自然》。文章解析了哺乳动物机械门控Piezo1离子通道的高分辨率三维结构，揭示了其参与机械力感受与传递的关键功能位点，进而提出了Piezo通道以类似杠杆原理进行机械门控的精巧工作机制。机械门控阳离子通道是一类能够响应机械力刺激而引起阳离子进出细胞、进而诱发细胞兴奋和信号传递的一类重要离子通道。Piezo通道作为机械力受体能够被挤压、牵张及被流体剪切力等不同形式的机械力所激活。表达在血管内皮细胞中的Piezo1被证实作为剪切力受体感知血流，从而控制血管发育及进行血压调节。 植物
泛基因组分析揭示栽培稻和野生稻中基因组变异
中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所和上海师范大学生命与环境科学学院黄学辉教授团队合作，在水稻基因组复杂遗传变异的研究中取得进展，相关成果发表于《自然—遗传学》。该研究绘制了栽培稻—野生稻的泛基因组图谱，系统鉴定了涵盖各类群水稻的编码基因集，其中很多新鉴定出的基因在各类群水稻中呈现出丰富的“存在—缺失”变异。水稻是我国重要的粮食农作物。亚洲栽培稻及其祖先种普通野生稻存在多种类群，分布广泛，可以适应多样的生态环境和农艺条件。水稻丰富的遗传多样性在驯化和现代育种中都发挥了重要的作用，并将成为应对粮食需求增长和环境变化进行品种改良的关键资源。
棉花体胚发生调控机制研究
华中农业大学植物科学技术学院杨细燕副教授等人基于棉花团队早期对高效体胚发生材料YZ1的小RNA和降解组测序中鉴定到的小RNA及其靶标基因，探讨GhmiR157a/GhSPL10在棉花体细胞胚胎发生中的功能，相关论文发表于Journal of Experimental Botany。体细胞胚胎发生（SE）体系是研究组织和器官脱分化和再分化的良好模型，也是植物转基因技术的重要依托，对于其机制的研究具有重要的理论和应用价值。microRNAs（miRNAs）是一类长度通常为19-25个核苷酸（nt）的内源非编码RNA，在植物生长发育、激素信号转导、逆境胁迫响应等方面起着重要的作用。
猕猴桃多重高效基因组编辑系统研究
中科院华南植物园黄宏文研究员等人，建立了一种新的快速高效的成对sgRNA的Cas9双元表达载体的构建策略，研究论文发表于Plant Biotechnology Journal。猕猴桃为我国特有的雌雄异株多年生果树，因其丰富的营养价值和独特的风味而成为全球性重要的新兴水果。猕猴桃中PTG/Cas9系统的靶标突变效率相比传统的CRISPR/Cas9系统高出近10倍。实验设计的两种系统均能成功地诱导由G418抗性愈伤组织再生的猕猴桃幼苗白化表型。该研究在猕猴桃中建立了多重高效的PTG/Cas9基因组编辑系统，研究结果为在其他植物或作物中进行基因组编辑效率的优化提供了借鉴和指导。
小麦多倍体研究进展
中国农业大学农学院小麦研究中心辛明明等人与西北农林科技大学等合作，将小麦多倍体研究最新成果发表于The Plant Cell。研究利用转录组测序，从全基因组水平上分析了二倍体小麦、四倍体小麦和六倍体小麦不同发育时期胚乳印迹基因数目、种类及其功能类别，提出了母本印迹基因主要参与了营养的代谢而父本印迹基因参与基因转录调控。发现了约50%的印迹基因在小麦多倍体形成过程中表达模式具有保守性。同时，小麦多倍体形成过程中，可能由于亚组基因的互作影响了亲本等位基因的表达，使得部分同源基因之间的父母本等位基因表达发生分化，从而在多倍体小麦鉴定到更多的印迹基因。