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我国科学家揭示压力应激导致焦虑与代谢异常的神经机制
研究发现，长期处于压力应激下的小鼠，出现了焦虑行为，这些小鼠同时出现了摄食减少、能量消耗降低的现象。
科技部生物中心
2022-04-08
沈其荣教授团队揭示真菌孢子传播和进化权衡分子机制
南京农业大学资环学院沈其荣教授团队以木霉菌为研究材料，通过生态遗传学方法，解析了一类表面活性小分子蛋白Hydrophobin（HFB）参与真菌分生孢子传播，进而影响其环境适应性与物种分化的分子机制， 真菌进化生物学由于化石证据的缺乏、群体间生活史迥异以及同时具有无性和有性生殖现象等问题而发展相对缓慢；另一方面，也正是因为这些独有的特性，真菌具有高度生态可塑性，因而可作为进化生物学研究的极佳对象。高等丝状真菌通过在分生孢子表面“涂”上一层由表面活性小分子蛋白HFB组成的“疏水涂层”而实现孢子的风媒传播等功能。研究人员针对姐妹种木霉T. harzianum(Th)和T. guizhouense(Tg)的高表达hfb基因（hfb4和hfb10）构建了基因敲除突变体库，并分别对突变体进行了风媒和水媒的传播模拟试验，发现不同菌种有各自偏好的传播方式。研究人员对突变子进行抗逆性、生长和繁殖能力测试，发现HFB4的移除不仅显著影响真菌的生态适应性（Fitness），且同一HFB对真菌适应性的贡献力即便在遗传背景相近的菌株间也差异显著。基于此，研究人员分别对两个种群的hfb4（及hfb10）进行了自然选择压力计算，发现来自Th的hfb4受到强正向选择压力驱使。结合其生理生态习性（图1），研究人员猜测，Tg可能起源于水生环境，其孢子为脱离亲代生境，需要通过风媒传播至别处，且在高空中传播要求其孢子可以耐低温和UV照射，Tg具有上述特征；而Th则更偏向于利用雨水或昆虫进行传播，其确切的传播偏好有待进一步研究。在整个进化历程中，hfb4对菌株生态适应性的净贡献率是物种多个指标或特性进化权衡（compromise）的结果，例如hfb4的存在可提高Tg孢子的风媒传播能力，但却会相应“牺牲”掉一些耐低温特性。 在本研究中，研究人员结合人工智能（AI）技术开发了一套可高通量监测丝状真菌生长和繁殖能力的技术集合——REPAINT。REPAINT技术不仅扩充了真菌环境适应性评价体系的指标内容，使基于纯培养方式的数据采集实现高通量智能化和标准化，而且允许针对不同真菌类群实行定制化调整。
南京农业大学
2021-02-01
王强课题组揭示母源肥胖诱发胚胎缺陷的分子机制
近日，我室王强课题组与军科院放射医学研究所舒文杰合作在Nature Genetics杂志上发表了题为“Embryonic defects induced by maternal obesity in mice derive from Stella insufficiency in oocytes”的研究论文，发现了卵母细胞中Stella蛋白在介导母源肥胖对胚胎表型影响过程中的分子途径。
肥胖是全球重要的健康问题。人群中女性肥胖与早期妊娠失败以及出生缺陷等密切相关，但母亲肥胖是如何影响胚胎发育和子代健康的分子机制尚缺乏足够的认识。课题组首先利用高脂饲养（HFD）的雌性肥胖小鼠模型，证实母源肥胖导致了胚胎发育迟缓与阻滞；并通过组学比较分析了正常和肥胖小鼠卵母细胞中蛋白表达差异，发现HFD小鼠卵子中Stella蛋白含量显著减少。在此基础上，进一步揭示了HFD合子表观不对称性的建立出现了异常，表现为母源5mC水平下降及DNA损伤增加。在HFD小鼠卵母细胞中过表达Stella不仅能够部分阻断受精卵中的DNA甲基化异常，而且还改善了母源肥胖相关的胚胎发育缺陷。本研究对于揭示母源营养影响早期胚胎及后代发育的分子机制提供了新的基础理论，具有重要的科学意义和潜在的应用价值。
南京医科大学生殖医学国家重点实验室博士生韩龙森和李玲，以及军科院博士生任超为共同第一作者。本研究工作得到了南京医科大学沙家豪教授和郭雪江教授的大力支持。该课题得到了国家973计划、国家重点研发项目以及国家自然科学基金项目的资助。
南京医科大学
2021-05-08
揭示钙周期素结合蛋白CACYBP促进肝癌生长增殖新机制
研究人员运用生物信息学分析叠加肝癌队列标本验证证实CACYBP在肝癌组织中高表达，且高表达CACYBP的肝癌病人总生存时间及无疾病进展时间更短，预后更差；而通过体外细胞实验及小鼠模型发现缺失CACYBP的肝癌细胞株在体内和体外的生长增殖能力显著减弱。为了研究CACYBP调控肝癌生长的分子机制，研究人员利用串联亲和纯化连用质谱技术，首次鉴定出环指蛋白41（RNF41）与CACYBP相互作用，并通过泛素化实验及放线菌酮追踪检测证实RNF41为CACYBP上游特异的E3泛素连接酶，在肝癌细胞中促进CACYBP的降解，且两者在肝癌组织中的表达呈显著负相关。进一步研究发现，CACYBP促进Ser10磷酸化使P27Kip1存留在胞浆中，从而加速细胞周期，促进肝癌细胞生长增殖，而RNF41对这一过程具有抑制作用。 该研究结合生物信息学分析、肝癌队列标本、细胞功能及分子机制验证，一方面揭示了CACYBP促进肝癌生长增殖的上下游分子机制，另一方面为开发新型肝癌诊疗靶点提供了理论依据。
中山大学
2021-04-13
揭示转录因子Sox2调节体细胞重编程的新机制
揭示了转录因子Sox2同时结合DNA和RNA并协同调控体细胞重编程的新机制，着重强调了在体细胞重编程过程中Sox2与RNA的直接相互作用的功能。通过PAR-CLIP和RNA SELEX确认了Sox2与RNA直接相互作用，进一步的测序分析发现Sox2偏好性结合一个CCCY核心基序和一个CGCG的二级基序。随后，研究人员利用EMSA和RNA免疫沉淀（RNA-immunoprecipitation assay）等手段确定了Sox2的RNA结合结构域（RBM），该结构域具有优先结合富含GC的RNA序列的特征。另外，通过RNA fishing实验和竞争性结合实验等的进一步分析，发现在DNA和RNA共同存在的情况下，Sox2使用其HMG结构域结合同源DNA序列，并同时利用RBM结构域在体外介导三元RNA/Sox2/DNA复合物的形成。除此之外，通过比较Oct4、Klf4、c-Myc (OKM)“鸡尾酒”以及不同Sox2突变体诱导下iPSC生成的效率发现，删除Sox2 的RBM结构域会影响iPSC的生成，并且显著地改变了体细胞重编程过程中的选择性剪接事件。 该研究加深了人们对Sox2蛋白调控多能性重编程机制的理解，进一步阐明了DRBPs对RNA代谢的调控机制。
中山大学
2021-04-13
揭示非典型尿嘧啶DNA糖基化酶UdgX的催化过程
通过解析蛋白脱底物及其与配体、DNA等一系列晶体结构（图a-c），该研究揭示了MsmUdgX独特的催化过程。研究发现，MsmUdgX首先对含U底物的 DNA发生尿嘧啶切除作用，然后其第109位的组氨酸与单链DNA底物AP位点的糖环形成一个共价键，因此可以耐受变性剂的作用；同时也由于酶无法再生，从而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。该研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶体结构，各自代表其催化途径中不同阶段酶所处的状态，提出了如图e所示的催化路径模型，可能经历一个称为“oxacarbenium”的中间体。该机制不但合理解释了MsmUdgX酶独特的生化性质，而且发现酶在反应中通过一种“自杀”的方式抑制其自身活性，在已知的UDG酶中尚属首例。此外，由于MsmUdgX只存在于细菌中，研究者的MsmUdgX-DNA共价复合物的结构可能为新型抗菌药物的设计提供新思路，具有潜在的应用前景。
中山大学
2021-04-13
揭示多灶肝癌免疫异质性对免疫治疗疗效的影响
团队对12例多灶肝癌患者的45个肿瘤样本及对应癌旁正常组织进行了全基因组测序、全外显子测序及RNA测序。研究发现同一患者的大癌灶和小癌灶的基因组特征存在极大的相似性，包括相同的HBV-DNA整合位点，相似的染色体结构变异、突变特征及拷贝数变化情况，提示12例多灶肝癌患者的大癌灶和小癌灶属于肝内转移瘤。该团队进一步分析45个癌灶的免疫微环境，发现同一患者中，与大癌灶相比，小癌灶具有更多的免疫细胞浸润，免疫活性刺激因子以及预测PD-1抗体治疗疗效的干扰素相关特征在小癌灶中表达上调。免疫相关通路在小癌灶中富集，而增殖及血管生成相关通路在大癌灶中更富集。此外，大部分小癌灶呈现sia分型中的“免疫反应亚型”。这些结果表明，同一肝癌患者的小癌灶比大癌灶具有更活跃的免疫状态。 为进一步探讨不同大小的癌灶对PD-1抗体治疗是否具有不同的治疗响应，该团队对8例接受PD-1抗体治疗的多灶肝癌患者全部癌灶的免疫治疗应答情况进行评估。结果发现其中5例多灶肝癌患者的大癌灶和小癌灶对PD-1抗体治疗存在混合反应，均体现为小癌灶具有更好的免疫治疗疗效——PD-1抗体治疗后，小癌灶平均缩小46.3%，而同一病例的大癌灶平均增加14.9%。
中山大学
2021-04-13
利用A-to-I RNA编辑揭示miRNA及其反义RNA的相互调控网络
利用A-to-I RNA编辑作为miRNA反义链表达的有利证据。通过靶向RNA测序技术，宋玉龙和李丽诗等利用A-to-I RNA编辑推导链表达的方向，揭示了miRNA基因座反义RNA的广泛表达和编辑现象。宋玉龙和李丽诗等发现miRNA和其反义RNA形成了一个相互调控的网络：miRNA可以下调其反义RNA的表达水平；反义RNA在转录水平和转录后水平调控miRNA的表达和加工。此外，A-to-I RNA编辑可以稳定反义RNA的结构，避免其被配对的miRNA所降解。这一研究揭示了前人所未知的miRNA反义链编辑现象的广泛性，为RNA编辑的研究开辟了新的研究方向。
中山大学
2021-04-13
揭示植物基因表达在染色质水平调控的新机制
利用模式植物拟南芥为研究对象，通过对染色质结合的RNA的纯化及测序分析（CB-RNA-seq），研究团队的工作显示共转录剪接在目前已检测的物种中是普遍模式。同时，植物的共转录剪接存在几个重要的特征：首先, 共转录剪接的效率与特定内含子到基因3’端的距离正相关，与一些激活型的组蛋白修饰（H3K4me3/H3K9ac）负相关，暗示快速的转录起始及延伸不
南方科技大学
2021-04-14
温州市第三中学“学与做”科学实验室
宁波华茂文教股份有限公司
2021-08-23