人类早期胚胎发育虽然只有大约7天的时间，但是却经历了关键的分子事件，其中包括合子基因组激活（ZGA）和早期胚胎细胞的命运决定。伴随测序技术的进步，单细胞测序技术可以有效地揭示早期胚胎发育的细胞命运决定的转录图谱，但是单细胞转录组数据也存在许多问题，例如dropout事件（表达的基因未被检测到），这使得差异分析方法在处理单细胞受到了限制。本研究中通过使用F-score算法和差异分析方法（limma，edgeR和DESeq）在人类早期胚胎单细胞转录组中得到两个关键的基因集。通过比较先前研究中关键的基因来分析两种方法的不同，POU5F1（OCT4）在细胞多能性的获得和维持中起到了重要的作用，但是在差异分析方法中却被排除，而F-score算法却可以获得。我们通过研究基因的表达趋势发现，差异分析方法对于在多个时期高表达的基因会被排除，这对于胚胎发育中的细胞的异质性是十分不利的。

中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心、生命科学学院陶余勇教授、李旭副教授团队在美国科学院院刊《PNAS》在线发表题为“Interface switch mediates signal transmission in a two-component system”的研究论文，综合运用生物化学和结构生物学研究手段，揭示了胞外G6P信号通过金黄色葡萄球菌HptRSA传感器复合物实现胞内-胞外信号转导的结构机制。 为了适应不断变化的环境，细菌必须迅速地将细胞外信息转化为适当的细胞内部反应。双组分系统（TCS）是原核细胞将环境刺激转化为细胞反应的主要信号转导蛋白，它通常由膜包埋组氨酸激酶和胞质反应调节器组成。HptRSA是一种新近发现的TCS，由G6P相关传感器蛋白（HptA）、跨膜组氨酸激酶（HptS）和细胞质效应器（HptR）组成。HptRSA介导葡萄糖-6-磷酸（G6P）摄取，支持金黄色葡萄球菌在不同宿主细胞内的生长和增殖，但HptRSA传感器复合物感知G6P信号并触发下游反应的分子机制一直以来都还是个谜。

项目成果/简介:中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心、生命科学学院陶余勇教授、李旭副教授团队在美国科学院院刊《PNAS》在线发表题为“Interface switch mediates signal transmission in a two-component system”的研究论文，综合运用生物化学和结构生物学研究手段，揭示了胞外G6P信号通过金黄色葡萄球菌HptRSA传感器复合物实现胞内-胞外信号转导的结构机制。 为了适应不断变化的环境，细菌必须迅速地将细胞外信息转化为适当的细胞内部反应。双组分系统（TCS）是原核细胞将环境刺激转化为细胞反应的主要信号转导蛋白，它通常由膜包埋组氨酸激酶和胞质反应调节器组成。HptRSA是一种新近发现的TCS，由G6P相关传感器蛋白（HptA）、跨膜组氨酸激酶（HptS）和细胞质效应器（HptR）组成。HptRSA介导葡萄糖-6-磷酸（G6P）摄取，支持金黄色葡萄球菌在不同宿主细胞内的生长和增殖，但HptRSA传感器复合物感知G6P信号并触发下游反应的分子机制一直以来都还是个谜。

主要作了以下几方面探索： 在低维纳米结构的合成、纳米光电器件制造与性能分析方面有良好的研究基础。在纳米光电器件方面，长期从事纳米光电器件的研究与开发，已经成功地合成了一系列纳米结构以及它们异质和复合纳米结构，如TiO2、ZnO、ZnS、ZnS/ZnO 等，并在此基础上制造了基于单个纳米结构的光电器件，测试了其性能。其中发表在国际顶尖一区期刊《Advanced Materials》上的论文被美国加州大学、中科院重点实验室、澳大利亚昆士兰大学等相关课题组报道，被《Nature Communications》、 《Advanced Materials》、《Advanced Function Materials》、《Scientific Reports》等国际著名刊物引用达 123 次；发表在国际顶尖一区期刊《Advanced FunctionMaterials》上的论文被北京大学、清华大学、香港理工大学、台湾国立大学、新加坡南洋理工大学、日本东北大学、美国华盛顿大学等国际名校相关课题组报道，被《Advanced Materials》、《Advanced FunctionMaterials》、《Scientific Reports》、《Energy & Environmental Science》等国际著名刊物引用达 62 次。 在YBa2Cu3O7-δ/ La1-xCaxMnO3氧化物超导与铁磁双层结构中，观察到磁相关的近邻和耦合效应。证明了超导层中的迈斯纳电流与磁层耦合提供的磁场之间存在的相互作用，并明确了来自于超导层的空穴电荷传输到反铁磁层内，使得在靠近超导层的反铁磁薄层内电荷的重新分布，进而发生了铁磁性转变的物理机制。在锰氧化物和铜氧化物组成的铁磁/超导/铁磁/反铁磁异质结中观察到大的负磁阻峰，这是在接近超导转变温度附近的混合态所具有的独特现象，是自旋相关的界面散射的实验证据；另外，我们还发现该类氧化物铁磁/超导异质结中系统发现磁阻峰即随温度变化，其磁阻峰发生正、负性逆转的奇特效应，这是YBa2Cu3O7-δ正磁阻和La0.7Sr0.3MnO3负磁阻相互竞争的结果。其次，利用飞秒激光泵浦探测技术对YBCO/LCMO 异质结进行了泵浦探测，观测了低温下铁磁序和超导序的竞争情况，为进一步研究 YBCO/LCMO 的近邻效应打下了基础。 在 具 有 不 同YSZ(yttria-stabilized zirconia) 掺 杂 量 的YBCO/YSZ 准多层膜中观察到 YSZ 掺杂薄膜发生了化学反应，导致了具有纳米数量级钙钛矿异质相BaZrO3粒子的形成。BaZrO3粒子的形成促使了晶格的不匹配以致沉积中形成了c-轴关联的缺陷。角度相关的J c (H,T)在 H//c区域附近出现的二次峰揭示了c-轴关联缺陷的存在。基于各向异性磁通钉扎理论，我们分离了各向同性钉扎和各向异性钉扎对临界电流密度的贡献。分析表明所研究的准多层膜中产生了各向异性的缺陷，由此形成强钉扎中心，使得准多层膜在高场下仍具有较高的临界电流密度。 应用唯象含时Ginzburg-Landau 理论并使用有限元方法研究了二维、三维介观超导体的涡旋态性质。对于具有不同形状和不同方向外场作用下的介观超导体中观察到了涡旋管交叉缠绕现象。其次，通过对电流驱使下的含弱连接的介观超导带的分析，观察到了介观超导带磁化强度随时间的周期性变化。另外,在我们所研究的小超导环中出现了稳定多涡旋态。随着内半径的增长,我们发现了稳定基态的(l:L)和(2:L)多涡旋态现象。 该项目已获上海市自然基金项目立项支持。

 TP53作为最著名的抑癌基因之一，其编码的p53蛋白控制着一个广泛而灵活的生物网络，并承担着基因组守护者的角色。TP53基因的缺失或突变与各种癌症的形成、发展有着至关重要的联系。正是由于p53蛋白在控制肿瘤中所具有的重要作用，不论是医药企业还是科研界都在积极地开发靶向p53生物通路的抗肿瘤候选药物。本研究利用仿生合成策略首次合成了天然产物rhytidenones家族中化学结构最为复杂的rhytidenone A分子，并且运用化学生物学手段进一步阐明了该家族中抗肿瘤活性最强的rhytidenone F的靶点蛋白及生物作用机制。该研究发现：rhytidenone F通过共价作用于蛋白酶体激活因子PA28γ的Cys92位点，从而阻碍了p53蛋白的有效降解，进一步导致p53蛋白在细胞内积累，最终激活Fas信号通路并引起肿瘤细胞凋亡。该工作揭示了天然产物rhytidenone F作为第一个被发现的PA28γ小分子抑制剂，有望成为靶向p53信号通路的新一代抗肿瘤候选药物分子；同时，该分子也可以作为化学探针，帮助进一步研究p53蛋白降解途径的新的生物机制。目前正在进一步将积极推进该候选药物分子的转化医学研究和临床前抗肿瘤药物开发。

【发 明 人】李念光；唐于平；段金廒【摘要】本发明涉及药物化学研究领域，具体涉及一类新型的基于体内代谢机制的灯盏乙素苷元甲基化产物以及它的制备方法和在防治血栓药物中的应用。药理实验结果表明，本发明提供的灯盏乙素苷元甲基化产物具有较好的溶解性以及抗氧化、抑制细胞损伤等药理作用，可开发成新的防治血栓性疾病的药物。

图示：A）奖赏预期下的多动行为核心脑区；B）行为抑制任务下的冲动行为核心脑区；C）行为抑制任务下的注意力缺陷核心脑区；D）行为抑制任务下的品行问题的核心脑区

作为生命的单位，细胞通过细胞膜与外界进行隔离，也通过细胞膜与外界进行信号转导和物质能量交换。细胞膜上有多种元件感受外界的刺激，并实现细胞状态的转变，科学家也可以利用这些元件，在细胞外增加刺激，从而调控细胞命运。