哺乳动物基因组的广泛转录产生了大量的非编码RNA，相比于细胞质定位的蛋白编码mRNA，这些非编码RNA如长链非编码RNA（lncRNA）、启动子和增强子关联的不稳定转录本（uaRNA、eRNA）等更倾向于结合染色质参与调控染色质结构、转录和RNA加工等过程。尽管零星报导少数RNA核滞留的现象，但为何大部分lncRNA会滞留于染色质上行使调控功能，仍是个不解之谜。上世纪80年代初，Joan Steitz通过系统性红斑狼疮患者血液抗体分离提取 U1,U2, U4, U5和U6小核糖核蛋白粒子（又称为 snRNP），揭示了它们参与RNA剪接的经典功能。近年来施一公团队系统报导了真核生物剪切体的原子结构和生化功能。然而，一直让人困惑的是，细胞内U1 snRNP的数量为什么比其它剪接相关snRNP高 2-5倍。虽然Gideon Dreyfuss和Phil Sharp等团队曾揭示U1 snRNP调控转录终止和方向的非经典功能，U1 snRNP在细胞中的丰富存在仍然是一个让人困惑的问题。为了探究lncRNA的染色质结合机制，研究者首先建立和运用一套新颖的mutREL-seq方法来高精度筛选调控RNA定位的关键序列，意外发现了U1 snRNP识别位点参与调控候选RNA的染色质滞留。相比于蛋白编码基因，lncRNA转录本含有更多的U1识别位点（同时也是潜在的5’剪接供体位点），而其基因组区域具有更少的3’剪接受体位点。并且U1 snRNP更高水平地结合在lncRNA上。随后，研究者分别使用antisense morpholino oligos（AMO）和auxin-induced degron（AID）诱导蛋白降解系统，来抑制U1 snRNA和核心蛋白组分SNRNP70的功能。研究者发现小鼠胚胎干细胞中近一半的lncRNA受U1 snRNP调控。另外，与转录调控元件关联的不稳定非编码转录本如uaRNA、eRNA等，它们的染色质结合在U1 snRNP抑制后也显著下降。研究者进一步证明了U1 snRNP直接调控成熟lncRNA与染色质的结合，而不是通过影响RNA合成、加工或降解过程的动态变化所产生的间接影响。机制上，研究者鉴定了U1 snRNP在染色质上的互作蛋白，发现U1 snRNP结合特定磷酸化状态的RNA转录聚合酶II（Pol II）。转录抑制明显降低了U1 snRNP及其所调控的非编码RNA与染色质的结合，表明U1 snRNP通过与磷酸化的Pol II互作来介导其互作RNA与染色质的结合。最后，研究者通过以lncRNA Malat1为例，进一步验证了U1 snRNP对其染色质结合的调控作用。去除SNRNP70后，绝大部分Malat1 “核斑”定位信号消失，并弥散在核质及细胞质中。同时，Malat1在活跃表达基因染色质区域的结合信号显著下降，表明U1 snRNP不仅可以将Malat1滞留在染色质上，同时也参与调控后者在染色质上的移动及其与靶基因的结合。综上，研究者提出如下模型（图1）：5’和3’剪接位点在lncRNA上的不对称分布，致使U1 snRNP持续结合在lncRNA转录本上，而不能通过RNA剪接过程释放，从而介导了lncRNA的染色质滞留。磷酸化Pol II进一步介导了lncRNA-U1 snRNP复合体在染色质上的移动（mobilization）。对于大多数低丰度、不稳定的lncRNA，它们只能靶向结合邻近的染色质区域（顺式cis作用）；而对于少数稳定和高丰度的lncRNA，如Malat1，U1 snRNP促进了其迁移和结合更多的靶基因区域（反式trans作用）。图1. U1 snRNP介导非编码RNA染色质结合的模式图。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2105-3

2020年3月8日，中山大学第五医院在bioRxiv上上传了一篇题为Crystal structure of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein RNA binding domain reveal spotential unique drug targeting sites的研究，确定了SARS-CoV-2核糖蛋白N-端RNA结合域的晶体结构。虽然整体结构与其他冠状病毒核N端RNA结合域相似，但它们之间的表面静电电位特征却不同。与轻度病毒类型HCoV-OC43 等效域的进一步比较显示，β-螺旋核心旁边具有独特的潜在RNA 结合槽。结合体外数据，结果提供了SARS-CoV-2N端RNA结合域的几种原子分辨率特征，指导了针对SARS-CoV-2的新型抗病毒剂的设计。

该研究通过生物学分析发现武汉新型冠状病毒的刺突（S）蛋白与SARS冠状病毒的S蛋白结构相似，也可通过S蛋白与宿主细胞表面的 血管紧张素转化酶（ACE）2蛋白分子相互作用，从而感染宿主的上皮细胞。因此， ACE2分子是武汉新型冠状病毒感染的关键分子，通过结合ACE2分子有可能影响武汉新型冠状病毒感染人体细胞的过程。ACE2是肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAS）的关键分子，也是包括肺泡上皮细胞在内的多种人体细胞表面表达的重要分子之一。2003年，ACE2被鉴定为SARS冠状病毒的功能性受体。2020年1月25日， 北京大学基础医学院的 王月丹和初明团队，采用自主研发的人工智能药靶筛选系统，重点针对2674种已上市的药物以及1500种中药提取物进行了药物筛选， 发现了多种潜在的ACE2结合剂，有望用于武汉新型冠状病毒感染的治疗，其中包含了氨溴索（CAS号：18683-91-5）等。氨溴索，又称沐舒坦，是一种呼吸道润滑祛痰药，能促使呼吸道表面活性物质的形成，调节浆液性与黏液性物质的分泌，促进代谢，还可改善纤毛运动，增强呼吸道分泌物的消除作用。

上世纪80年代，日本富士公司初率先在世界上推出第一套CR系统(计算机X射线影像仪Computed Radiography)，它是用成像板(Imaging Plate，简称IP)替代传统的胶片进行感光并存储，再把储存于IP上的感光信号用激光扫描方法转换成电信号并进行数字图像处理的一种技术，实现了胶片数据化，为放射科无片化及医疗影像计算机联网打下了扎实的基础，为进入远程影像资料会诊开辟了道路。CR系统能直接生成数字图像，使其不再经过显影、定影、水洗技术流程，从而节省了大量的劳动力和精力；CR系统生成的数字图像大大的减少了存放X线胶片的空间，保证了图像的质量，也便于图像的存储、查找，从而结束了图像查询缓慢、易错、保存质量不高的时代，方便对病人资料进衍管理。正是由于它的这些优点，CR技术才得以在医学中广泛应用。 CR图像在生成、传输和扫描进入计算机时，会受到医学影像设备、媒质的实际性能、以及接收设备的限制，这些因素引起图像质量的退化。退化的X射线数字图像质量不能达到直接用于实体造型的要求，从而影响了医生的准确诊断。影响CR系统成像的因素主要有X射线散射、噪声以及人为因素，其中人为因素是指X射线的用量不足或过量。一般来说，由于X射线散射、噪声引起的图像退化很难避免，而且一直存在，因此本项目主要考虑人为因素引起的图像模糊问题，利用图像增强技术对模糊图像处理，方便医生诊断。 以下是模糊大剂量CR图像、模糊小剂量CR图像以及可以用于诊断的标准CR图像显示效果：

课题组自1994年进行Lyocell纤维实验室小试；2001年与上海纺织控股集团公司共同申请的“年产1000吨Lyocell纤维项目”被国家发改委列入国家高技术产业发展项目计划新材料专项项目，又于2004年被批准为上海市首批“科教兴市”重大产业科技攻关项目，年产千吨规模Lyocell纤维工业化生产线正在生产。成果获“2000年度中国高等学校十大科技进展”称号。课题组还开发各种改性Lyocell纤维。

在国内率先研究发现肝移植后乙肝复发是肝癌复发的预测因素，并针对肝移植术后乙肝复发的防治开展了一系列研究，将乙肝复发率降至1%以下。（四）全面系统地总结了肝移植后肝癌复发的治疗策略，提出复发后 个体化综合治疗的观点，并在国内率先组织同行专家达成共识。对肿瘤免疫微环境、免疫抑制状态下肝 癌侵袭转移机制等开展了一系列基础及应用基础研究。相关研究获973课题、科技重大专项课题、国家自 然科学基金多项；先后举办了七届羊城肝脏移植高峰论坛和多次学习班；出版专著4部（移植肝脏病学、 腹部器官移植手术学等）；获国家发明专利1项；发表论文115篇，其中SCI论文42篇（影响因子10分以上2 篇，5分以上5篇），他引频次达400多次；本项目的关键技术向国内20多家常规开展肝癌肝移植的移植中 心推广并取得良好效果，不仅推动了肝脏移植的发展，也提升了我国肝脏移植的国际地位。

在海洋环境、酸雨污染、高温高湿等的环境条件下，紫铜、黄铜及其合金的加工器件在中间工序存放和使用过程中会造成点蚀，进而扩展为大面积腐蚀，而作为连接部件会加剧缝隙腐蚀引发应力腐蚀断裂。该项目成功研制了耐腐蚀耐磨防腐蚀环保涂料，大大延长铜类尤其是紫铜的自然存放期，对铜器件生产和运输过程中起到了很好的保护作用；由于耐蚀性优异，也可作为长期防护涂层。该技术获得的涂层在厚度为5μ条件下测试相关主要技术指标如下：   外观    无色透明   可保留铜的金属光泽；可调整任意颜色   粘度    25秒      《涂料粘度测定法》（涂-4杯）（GB/T 1723-1993）    附着力  0级      《色漆和清漆漆膜的划格试验》（GB/T9286-1998）    耐盐雾   200h       《色漆和清漆耐中性盐雾的测定》（GB/T1771-1991）   耐冲击  50Kg·cm   《漆膜耐冲击测定法》GB/T1732-1993   耐磨擦  0.005千克 《漆膜耐磨性测定法》（GB/T1768-1989）   硬度    4H        《涂膜硬度铅笔测定法》（GB/T6739-1996）   相容性  与弹药相容 《真空安定性试验-压力传感器法》（GJB772A-97 501.2） 该技术适合喷涂、刷涂、辊涂等工艺，不含任何有害稀释剂，为环保产品。该产品用量少、性能和使用工艺优于防锈油；其另一特色在于必要时很容易去除，比防锈油的去除要容易的多。

项目简介提出采用消除试验电流中电流非周期分量的方法；实现了准确的选相合闸，解决了国内外长期未解决的保护电器瞬动特性调试精确度低的难题；首次提出采用成功率作为保护类电器的可靠性主要考核指标，解决了保护电器保护特性的可靠性考核问题，并提出成功率的双参数验证试验方案；制订出低压保护电器可靠性的系列行业标准，填补了国内外在保护电器可靠性考核标准上的空白。二、技术指标该项目在研究期间出版了专著《低压保护电器可靠性理论及其应用》，发表学术论文38篇，获得发明专利3项，获河北省科技进步一等奖2项，天津市科技进步二等奖1项。于2002年荣获国家科技进步二等奖。研制出贯彻保护电器系列行业标准的试验装置，并在国内检测机构、行业骨干企业建立了可靠性试验平台。三、推广应用情况推动了电器可靠性技术的发展，所制订的标准对提高我国低压保护类电器产品的质量与可靠性水平奠定了基础。在国家电器产品质量监督检验中心等6家检测机构及企业建立了可靠性试验平台，研究成果推广应用到70%的低压保护类电器主要生产厂家。发明专利证书国家科技进步二等奖证书

泛素-蛋白酶体体系（Ubiquitin-Proteasome System，简称UPS）是细胞内最重要的蛋白质降解通路，对维持生物体内蛋白质的浓度平衡，以及对调控蛋白、错误折叠或受到损伤的蛋白的快速降解起着至关重要的作用，参与了细胞周期、基因表达调控等多种细胞进程，由UPS失常引发的蛋白质新陈代谢异常与众多人类重大疾病直接相关。2004年，Aaron Ciechanover, Irwin Rose和Avram Hershko三位科学家被授予了诺贝尔化学奖，以表彰他们对该降解通路的发现。UPS中蛋白酶体是细胞中最基本的、最重要的不可或缺的、最为复杂的大型全酶超分子复合机器之一，人源蛋白酶体全酶包含至少33种不同的亚基，总原子质量约为2.5MDa。美国FDA批准的多种治疗癌症的药物分子即以蛋白酶体为直接靶标。近年来，随着冷冻电镜技术的发展和应用，人们对这一大分子机器的结构和功能研究得以不断深入。2016年，毛有东课题组与合作者报道了人源蛋白酶体基态的3.6Å冷冻电镜结构及其他三个亚纳米分辨构象，并首次发现一个亚稳态构象的核心颗粒（Core Particle，简称CP）底物转运通道处于开放状态（见PNAS 2016, 113: 12991-12996）。2018年4月，该课题组又报道了6个ATPγS结合状态下的26S动态结构，包括三个CP开放态对应的亚稳简并态近原子分辨（4~5Å）结构（见Nature Communications 2018, 9: 1360）。尽管这些工作揭示了蛋白酶体的基本架构和内在运动行为，但由于缺乏蛋白酶体与底物之间的相互作用，人们对于蛋白酶体如何实现底物降解的原子水平工作机制仍一无所知。此外，尽管冷冻电镜技术近年来广泛应用于分析具有动态特征的蛋白复合体结构和平衡态构象，但对其中间态结构和非平衡构象分析的分辨率水平往往局限在4～6埃或更低，离真正的全原子水平动力学分析还有相当一段距离。 为了真正实现原子水平的蛋白酶体底物降解动态过程的冷冻电镜三维重建和动力学表征，毛有东课题组攻克了两大技术难题。其一，如何在蛋白酶体完成底物降解之前抓到它的所有可能的中间态构象？课题组发展了一种新颖的核酸置换法，利用ATPγS降低AAA-ATPase激酶水解活性的特点，在底物降解中间过程，通过将ATP快速置换成ATPγS，结合快速冷冻的优势，从而扑捉到蛋白酶体在底物降解过程的中间态。其二，如何在从冷冻电镜数据中分析出更多构象的同时，还把分辨率做到3埃甚至更好？课题组通过多年持续努力，发展了多种基于人工智能和机器学习的冷冻电镜图像聚类的新型算法，并针对蛋白酶体的动力学特征，设计了一套极其有效的整合了多种算法的多构象分类流程。通过这两套技术方案的完美结合，课题组成功解析了人源蛋白酶体在降解底物过程中的七种不同的、但差别甚微的、高分辨原子水平的天然态构象（Native states），完整展示了蛋白酶体从泛素结合到去泛素化，再到底物转运的动态过程。与同期在Science上发表的与底物结合的酵母蛋白酶体的4.2-4.7埃冷冻电镜结构（Science doi: 10.1126/science.aav0725，来自加州伯克利分校和Scripps研究所）相比，该Nature论文不仅总构象数量多一倍，全部构象分辨率还高1-2埃。由于Science论文采用了抑制Rpn11去泛素活性的策略，其非天然态结构中底物并不能真正自由转运，所推测的机理仅限于底物转运这一步，对于其他三大Nature论文所回答重要问题均无法给出答案。这体现了该Nature论文不仅在实验方法的原创性上和数据分析水平和质量上，更在科学发现和问题探究的深度和广度上大幅超越了来自Science的竞争性论文。图一 七个利用冷冻电镜解析的精细原子结构完整揭示了从泛素识别、去泛素化反应、转运启动和持续降解的核心功能动态过程。 作为整个蛋白酶体的动力来源与运转核心，AAA-ATPase激酶分子马达展现出了三种不同的核苷酸水解协作模式，6个ATPase亚基协调工作，交替与底物发生相互作用。在去泛素化过程（EB态）中，处于对立位置的两个ATPase亚基Rpt2与Rpt4水解ATP，而Rpt5与Rpt6则释放ADP，ATPase内的底物转运通道被打开，使得底物可以进入轴心通道；与此同时，去泛素化酶Rpn11亚基与泛素及底物发生相互作用，执行其作为去泛素化酶的功能；在转运起始过程（EC态）中，相邻的两个ATPase亚基Rpt1与Rpt5会同时水解ATP，调控颗粒（Regulatory Particle，简称RP）发生大规模转动并释放泛素；在底物去折叠与转运过程（ED态）中，三个相邻的ATPase亚基会分别同步进行ATP的结合、ADP的释放与ATP的水解，这一过程会单向传递下去，将ATP水解释放的化学能转换为机械能，使得相应的ATPase亚基发生刚体转动，推动底物的去折叠和单向输运，同时CP的转运通道入口打开，底物被送入通道中进行降解。这些研究结果为几十年来对蛋白酶体功能的研究提供了宝贵的第一手原子结构和动力学信息，对于理解生物体内蛋白质的降解过程和一系列负责物质输运的ATPase马达分子的一般工作原理具有极为重要的科学意义。

细菌通过多个趋化受体来感受周围不同的化学小分子，主动游动，实现获得更好的生长环境或者实现趋利避害。但不是强的正趋小分子都是很好的可利用营养物质—好闻的不一定有营养，同样，也不是容易代谢的营养就是强的趋化因子—有营养的不一定好闻。细菌在自然界中往往面临多种不同强弱的趋化小分子，多种不同可代谢程度的营养来源的复杂浓度梯度环境中，细菌群落是如何通过趋化行为抉择它们的去向，实现最优化它们的环境适应性与生长速度？细菌在个体与群体的选择上是否有不同？这一基于细菌的生物行为的研究也许对了解复杂的高等生物的群体行为也有所帮助。 北京大学物理学院欧阳颀院士领导的“生物物理”团队的罗春雄研究组在基于微流体细菌趋化分析芯片的实验研究中发现：在反向不同引诱物浓度梯度下，细菌首先趋向聚集于强引诱物而少营养的一端， 但当细胞密度超过一个阈值时，细菌群落部分“逃逸”强引诱物浓度场，游向趋化因子相对弱但可代谢物质富集的一端。这一现象被刻画为细菌群体运动的“逃逸相变行为”。罗春雄研究组通过与美国IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北大定量生物学中心资深访问学者）合作，对此现象涉及的趋化受体间的协作行为进行了系统细致的理论分析和实验论证，发现营养物质通过数量较少的Tap趋化受体进行了响应行为，而且在较大的一个趋化响应参数空间均会出现由细菌密度超过临界密度而产生的逃逸条带（“Escape Band”）行为，该行为可以使得细菌群落在复杂的趋化物浓度场中获得更好的生长优势。相关的定量实验与理论研究以“The escape band in Escherichia coli chemotaxis in opposing attractant and nutrient gradients”为题于2019年1月23日在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）杂志上。细菌群体趋化运动的“逃逸相变行为” 文章第一作者为北京大学定量生物学中心博士研究生张玄麒,通讯作者为北京大学物理学院/定量生物学中心罗春雄教授及美国IBM沃森研究中心/定量生物学中心的涂豫海教授，参与人包括欧阳颀院士，前沿交叉学科研究院博士研究生司光伟，董一名，物理学院博士研究生陈凯悦。工作得到国家自然科学基金委、物理学院介观物理重点实验室、 北京大学定量生物学中心、北大-清华生命科学联合中心的支持。 工作原文连接: https://www.pnas.org/content/early/2019/01/22/1808200116