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埃博拉敲响警钟:角落里的致病因子也不可忽视


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“严重且反常”的埃博拉疫情引发的是一场全球性危机,这场危机关乎公共卫生体系、关乎科技合作、关乎医学伦理、关乎贫富差距与地域发展,同时,还给世界敲响了警钟。

■本报见习记者 赵广立

截至8月11日,世界卫生组织(WHO)官方数据显示,有1848人感染埃博拉病毒,死亡人数已达到1013人。然而,在很多专家看来,实际数字要高得多。

肇始于几内亚的埃博拉病毒疫情持续至今,已经引起了全球范围内的密切关注。8月8日,WHO正式宣布,西非埃博拉疫情是“国际关注的公共卫生突发紧急事件”,WHO总干事陈冯富珍使用了“严重且反常”的措辞,称此次疫情是“近40年来这类疫情最复杂的一次暴发”。

8月11日,WHO再度发布的声明承认“埃博拉病毒引起的传染病还在西非肆虐,值得警觉,近期不会很快结束”。

“严重且反常”的埃博拉疫情引发的是一场全球性危机,这场危机关乎公共卫生体系、关乎科技合作、关乎医学伦理、关乎贫富差距与地域发展,同时,还给世界敲响了警钟,提醒人们在国际交流日趋频繁的今天,任何一个国家都不应该忽视哪怕远在另一个半球一个角落里的致病因子。

埃博拉,我们还不知道什么

众所周知,埃博拉病毒并不是一种新发现的病毒,自1976年第一次被发现起,埃博拉病毒疫情已经在非洲零星暴发过多次,但是以今年的暴发规模最大。

但是人们还不清楚埃博拉病毒疫情为什么屡屡死灰复燃?中国疾病预防控制中心副主任、中科院北京生命科学研究院副院长高福在接受《中国科学报》记者采访时表示,目前没人能回答这个问题,“病毒来无影去无踪,只要还没被消灭掉,它就可能随时会出现”。

“每一次的暴发应该都是从野外的非人类病毒携带者向人类传播的,例如有报道说某些病人被感染前食用了死亡的黑猩猩等。”国家“千人计划”学者、复旦大学基础医学院教授姜世勃在接受《中国科学报》记者采访时说,但是目前人们对埃博拉病毒的天然宿主和中间宿主还并不清楚,因此,“是什么动物通过何种途径最终传播给人”还需要进一步的研究,这也是无法明确该病毒为什么会多次死灰复燃的原因。

“水果蝙蝠被认为可能是宿主之一,但证据并不充分。”姜世勃告诉记者,一旦明确了天然宿主和中间宿主,那么对该病毒暴发的预防将有非常积极的意义。

高福告诉记者,此次埃博拉疫情的严重程度超出了所有科学家、病毒防控专家的想象,“以前只在非洲农村地区出现,这次波及几个国家的首都,至今没人能回答为什么会这样,这也是陈冯富珍称其‘反常’的原因”。

“为什么这次这么厉害?我认为病毒可能有变异,但是现在还没有证据说这个病毒变得比原来强了。”高福说,埃博拉病毒“是不是变了,变了多少,怎么变的”,科学家还没办法回答这些问题。

“本次疫情中埃博拉病毒是否进化具备了更易传播的新特征,目前还需要深入的研究。”姜世勃说,目前来看,其基本特征还未有明显变化。

中国科学院院士、分子微生物学家赵国屏注意到,此前埃博拉病毒致死率达90%甚至更高,但传播非常局限;此次西非疫情死亡率约为55%,疫情出现了大范围扩散。

“死亡率低、潜伏期长也是容易扩散的原因。”赵国屏指出。

谁来研发疫苗和药物

埃博拉病毒虽然传播能力强、致死率高,但其前几次的暴发也仅限于小范围传播,并未引起足够的重视。而由于埃博拉疫苗的市场很小,不足以刺激大型药企启动疫苗及药物的研发,而人体临床试验又耗费巨大,因此全球范围内尚无针对该病毒已完成临床试验、可用的疫苗,也无有效的治疗用药。

姜世勃指出,埃博拉病毒自身属性决定了其在公共卫生体系完善的地区大规模暴发的可能性很低,而这些地区又是疫苗消费的主要区域,同时病毒暴发的疫区——非洲由于社会经济等限制,难以给疫苗带来较大的利润,甚至可能因为人体临床试验耗费巨大导致亏本,因此大型药企选择不开发埃博拉病毒疫苗是“可以理解,也是客观存在的”。

那么谁该为类似埃博拉疫苗及药物的研发买单呢?“公共卫生就应该是政府的责任——纳税人的钱就是用来承担这个责任的。”高福认为,各国政府应出资鼓励科研机构、药企进行类似的研发,“不能要求公司变成慈善机构”。

“世界各国都应加大对该病毒基础和应用研究的支持,特别是科研实力强的发达国家和跨国药企。”姜世勃说,“尽管该病毒疫苗、药物相关的市场不很乐观,但也应当勇于承担疫苗和药物研发的主要社会责任,并对疫区发展中国家提供技术指导和物资援助。”

同时,姜世勃认为,就中国而言,应当有计划的开展埃博拉病毒的病毒学研究及疫苗和药物的研发,研究出完全自主知识产权不受国际约束的疫苗和药物,作为国家的战略储备,在需要的时候控制疫情或对疫区进行援助。

“因为埃博拉病毒的天然宿主和中间宿主还未搞清楚,其暴发历史也证明它随时可能从野生动物传染给人,今年的疫情应该不会是最后一次。”姜世勃说,“而且恐怖分子利用该病毒研发出可怕生化武器的可能性也是存在的。”

P4实验室,千呼万唤

然而,在中国开展对埃博拉病毒疫苗的研发又谈何容易。

“类似这种研究,需要在P4(生物安全四级)实验室里进行。”赵国屏说,目前,我国尚无一座P4实验室。

“在没有建成P4实验室的情况下,我们不主张把这个病毒运到中国来。”高福说,尽管从研究的角度还有诸如使用“假病毒”替代活病毒或者通过与国际合作进行研究,但终究不如在自有的P4实验室方便。

“随着国际化的深入,洲际往来越来越密切,欧洲有专门的P4实验室负责研究非洲一些疾病。”赵国屏说,“国家应该进一步落实这方面的工作,尽快让我们自己的P4实验室动起来。今天是埃博拉病毒,明天不一定是什么病毒出现呢。”

高福向《中国科学报》记者透露,目前,卫生计生委在中国医学科学院医学生物学研究所(昆明)的大动物P4实验室正在建设中;而中科院武汉病毒所的P4实验室预计到今年年底建设完工,预计最快2015年年底或2016年年初就可以投入使用。

“在P4实验室的建设和运行中,我们将和法国合作,完成硬件建设后,明年将逐步进行人员培训、运行程序、试运行等软件方面的准备,争取后年可以投入使用。”

据了解,位于法国里昂的让-梅里厄 P4实验室是当前世界上最先进的高危病毒实验室。该实验室1999年3月开始运作,目标除了研究最新型病毒,也对历史上旧的、变种的病毒作深入研究和建档,并找出治疗的方法。目前,法国让-梅里厄 P4实验室已经成为了国际P4实验室的样板。

“同情使用”折射“孤儿药”困局

不过,即使拥有P4实验室的美欧国家,也不能迅速完成埃博拉疫苗的研发和生产。高福透露说,国际上已有疫苗在做一期临床试验,但距离合乎规范地生产,仍需要按年计算,难解燃眉之急。

此前,两名感染埃博拉病毒的美国患者已率先接受试验性新药治疗,他们原本病情严重,但在使用名为ZMapp的药物治疗后病情开始好转。而ZMapp这款药物并没有经过深入的临床试验,仅在8只猴子身上做过实验。

按照规范,在未经3期临床验证、确定药物的安全和有效性之前,试验性新药用于患者是明显违背医学伦理的。高福告诉记者,美国得以在紧急时刻越过伦理界限,源于其对药物的“同情使用”和“备案制”原则。

据悉,世界卫生组织8月12日在日内瓦公布,认为在此次前所未有的大规模严重疫情中,向病患提供未经批准的试验性药物合乎医学伦理。而美国当局8月11日即表示,因应利比里亚请求,已经同意把药物ZMapp的样品送至利比里亚,协助治疗感染埃博拉的医生。

同时,“美国疾控中心对药物实行备案制度,即对研制方研发的药物进行备案,由研制方对药效、安全性负相关的法律责任;而我国实行的是批准制度,对药物审批通过后,就是政府(药监局)背书了。”高福说,“我们也在探讨,要不要借鉴美国的‘备案制’。”

赵国屏指出,从美国破例使用试验性用药事件中可以折射出小群体患者的用药难问题。目前已发现的罕见病超过6000种,如血友病、渐冻人症、戈谢氏病等,但由于患病人群很小,“孤儿药”(治疗罕见病的药物)的种类十分稀缺,即使有,价格也十分昂贵,以一种戈谢氏病治疗药物为例,一剂针剂就超过20万元,患者一年用药花费达200万元以上。

“得了罕见病,基本上无药可医。”赵国屏说,埃博拉疫情给我们提了个醒,对于远在另一个半球的传染病或者罕见病,也应该引起国家的重视,投入人力、资金进行相关研究,破解无药可医的困局。

埃博拉若传入中国可应对

“目前监测、隔离、治疗是控制疫情的经典三步准则。”姜世勃说,现在各国首先要做的是制定和执行完善的监测和通报制度,联手控制疫情蔓延,对于疑似感染病例进行必要的隔离,在没有特效药的情况下对感染者进行支持治疗。

高福认为,从埃博拉病毒在非洲大陆蔓延并形成严重疫情的形势来看,非洲国家明显应对不力。

“本来像埃博拉这种病毒在公共卫生体系健全的国家和地区一般不具备大规模暴发的条件,但在缺医少药、传染病综合防控的能力相对较差的非洲,疫情得以蔓延。”高福说,此外非洲民众防控传染病的知识、意识的欠缺,以及非洲文化上有亲近亡者的习俗,都导致对埃博拉病毒的防控不力。

反观中国,埃博拉疫情加剧以来,我国自上向下各部门、各方面的反应可谓迅速有力。高福介绍说,我国在多起传染病疫情的防控中,已经形成了系统的防控办法。针对此次疫情,我国卫生计生委、国家疾控中心、中国科学院多次部署相关工作,从检验检疫到可能的治疗方案、从预警到生物安全都有相应的措施,“保证一旦出现疑似病例,就有成套的应急方案应对”。

据最新消息,华大基因联合军事医学科学院微生物流行病研究所成功研制了埃博拉病毒核酸检测试剂,目前已向国家食药监总局申请了应急审批,供防治埃博拉疫情使用。

“非洲有很多中国务工人员,且如今国际贸易、旅游等往来频繁,埃博拉病毒通过某种途径传播到中国不是没有可能。”高福说,即使出现病例也不必过分担忧,凭着我们多年建立起来的防控体系,“我们有信心把它控制住”,而且估计“它的危害比H7N9还要小,也不会像非洲那样严重”。

实际上,中国政府在防控传染病方面的经验正是非洲疫区的标杆。WHO助理总干事福田敬二称,中国政府真正响应号召,提供的支持对当地防疫十分重要。他说,从“非典”到禽流感,中国在疾控方面的经验可适用于全世界。

埃博拉病毒 图片来源:百度图片

《中国科学报》 (2014-08-15 第14版 关注)

日期:2014年8月15日 - 来自[流行病与传染病]栏目
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《细胞研究》影响因子提升至11.981


Cell Research 8月刊杂志封面:Notch通路的核转录因子RBPJ参与小鼠胚胎-子宫轴向建立,RBPJ通过植入前抑制雌激素受体 (ERα)和 植入后调节转录调控基质金属蛋白酶(MMP)的表达保证胚胎-子宫的正确定向和蜕膜重塑。

科学网上海7月30讯(记者黄辛)今天,美国汤森路透集团发布的最新期刊引证报告(2013版)显示,知名学术期刊Cell Research(《细胞研究》)影响因子提升至11.981,在SCI收录的185种国际细胞生物学领域期刊中影响因子排名第13位,在同领域亚太地区学术期刊中排名第一。这是继2013年Cell Research影响因子冲破10以后的又一次重大突破。

专家评价称,《细胞研究》杂志在继续保持上升态势的同时,也进一步确立其在国际分子与细胞生物学领域权威优秀期刊地位,并向国际顶尖学术期刊的目标前进了一大步。

同时,这也标志着Cell Research成为我国自主知识产权的学术期刊国际品牌“精品”,将促使我国分子与细胞生物学领域学术期刊和中国科学文化更好更快走向世界。

Cell Research由中国科学院主管,中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所与中国细胞生物学学会共同主办,中国科学院上海生命科学信息中心/生命科学期刊社承办,是一家以全英文形式出版、编辑和发行原创性研究论文、学科综述及快报的国际性学术月刊。

2013年,Cell Research实现了中国科技期刊影响因子超过10的历史性的突破。在此基础上,2014年Cell Research 的影响因子又扎实的向前发展,提升到11.981,基本形成了同Cell、Nature等国际权威品牌期刊的子刊同台竞争的态势,标志Cell Research已确立了其在国际分子与细胞生物学领域权威优秀期刊的地位,必将更好地为中外科学家们提供优质服务。

据悉,影响因子是目前国际上通行的一项客观的期刊评价指标。它是美国汤森路透集团期刊引证报告中的一项数据。即某期刊前两年发表的论文在统计当年的被引用总次数除以该期刊在前两年内发表的论文总数。

Cell Research早在1990年创刊之时,首任主编姚錱院士就确立了国际化的办刊方向。2006年,裴钢院士担任主编后,力邀时任国际权威学术期刊Cell杂志的Associate Editor李党生博士回国担任期刊常务副主编,并于2006年启动了与国际著名出版集团英国自然出版集团(NPG)的合作,至此也将期刊发展推进了一个全新的阶段。在各级领导的重视和关心下,在编委和广大中外科学家的支持下,Cell Research编辑团队长期以来一直坚持深入科学研究一线,致力于为中外科学家发布一流的创新成果提供优质的服务,使期刊原创论文水平大幅提高,国际影响力不断提升,逐步成为中外科学家展示优秀科研成果的一个高端平台,并成功跻身于国际权威学术期刊行列,在新的发展阶段稳步向前发展。

同时,在2013年底,Cell Research荣获第三届中国出版政府奖期刊奖,李党生研究员荣获第三届中国出版政府奖优秀出版人物奖。中国出版政府奖是我国新闻出版领域的最高奖。与此同时,Cell Research还以排行第一的成绩成功入选“2013年中国最具国际影响力学术期刊”(自然科学与工程技术类),本项评价遴选结果由中国学术期刊(光盘版)电子杂志社、清华大学图书馆、中国学术文献国际评价研究中心联合发布,从文献计量学角度,全面、客观揭示我国学术期刊的国际影响力。

 

日期:2014年7月31日 - 来自[技术要闻]栏目

青岛能源所揭示产油微藻转录因子调控网络


图1 (A) 计算方法预测的微拟球藻全基因组转录调控网络,黄点代表转录因子,红点代表靶基因。(B) 甘油三酯(TAG)合成途径的转录调控网络,彩色圆柱体代表转录因子,红线代表正调控,蓝线代表负调控。

自然界中的一些微藻因产油量高、生长速度快、环境适应性强,并可在边际土地上用海水或废水培养,因此被视作潜在的新型能源作物之一。但目前种质选育的关键瓶颈之一是对于微藻产油调控机制的认识基本空白。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心以微拟球藻为模式生物,揭示了产油微藻的首个全基因组水平的转录因子调控网络。相关成果于6月26日在线发表于Scientific Reports。

微拟球藻(Nannochloropsis spp.)是一种在海洋中广泛分布,且在世界各地均可以大规模培养的野生高产油藻。以项目组前期采集的六株微拟球藻基因组(Wang, et al, PLoS Genetics, 2014)和产油过程的时间序列转录组(Li, et al, Plant Cell, 2014)为实验数据基础,青岛能源所单细胞研究中心硕士研究生胡建强等通过运用和改进进化足迹分析(Phylogenetic Footprinting)等策略,系统地挖掘了海洋微拟球藻(Nannochloropsis oceanica)基因组编码的所有转录因子及其基因组结合位点,并构建了由34个转录因子、30个转录因子结合位点基序(motif)和950个目标基因组成的转录调控网络(图1A)。

基于产油过程中转录本的共表达分析,研究人员推断出11个转录因子与产油相关,并提出了油脂合成途径的转录因子调控机制(图1B)。相关信息还通过互动式在线数据库等方式展现,以高效服务于国内外微藻产油研究群体。此外,通过与包括微拟球藻在内的36个植物基因组的比较分析,研究人员还发现转录因子家族的组成与物种种系发生具有紧密的关联性,认为转录因子家族的进化可能是从单细胞植物到多细胞植物进化的重要动力之一。

该转录因子调控网络将为针对特定转录因子及其目标基因的深入研究提供系统、丰富的线索,从而为“转录因子工程”等基于改造调控途径的产油微藻种质选育奠定基础。同时,该研究对于研究植物转录调控网络的进化和起源也具有重要意义。

该研究得到了合成生物学“973”项目等支持,由徐健研究员和宁康研究员共同主持完成。

日期:2014年6月27日 - 来自[生物能源]栏目
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血液中或有返老还童因子


发生在年老小鼠(左)和输入了年轻血液的年老小鼠大脑中的血管重建现象。图片来源:Lida Katsimpardi

本报讯 获得长生不老药难道就像在年轻人的血液中找到一种蛋白质那样简单吗?最近几年,研究人员通过对小鼠进行研究发现,给年老动物输入年轻动物的血液能够逆转一些衰老的征兆,而在2013年,一个研究小组更是在血液中鉴别出一种生长因子,科学家认为后者恰恰是一个特殊组织——心脏——产生抗衰老作用的主要原因。如今,该研究小组发现,相同的生长因子还能够使肌肉与大脑复原。

主持分离并研究这种蛋白质的美国哈佛大学干细胞研究人员Amy Wagers表示,“这是对一种自然形成的、能够减缓衰老并在多个组织中逆转老化的返老还童因子的第一次证明。”

与此同时,另一个研究团队已经发现,仅需简单地将年轻小鼠的血浆输入年老小鼠体内,便能够改善后者的认知水平。

这些成果建立在过去10年的一波研究的基础之上,研究人员当时将两只小鼠的皮肤缝合在一起,将它们的循环系统连接在一起,从而研究此举对不同组织产生的影响。

领导其中一项脑研究的加利福尼亚州斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray指出:“这对许多人来说还是有点令人毛骨悚然。在会议上,人们谈论着吸血鬼。”但是他、Wagers和其他同事却认为,不安最终会让位给兴奋。他说,这项新的工作“提供了一种可能性,使得我们能够尝试分离血液中的其他因子,而它们对整个身体都将产生影响。”

希望和炒作同时存在于抗衰老研究领域,而其他研究人员则警告说,工作才刚刚开始。

纽约州伦斯勒市神经干细胞研究所神经科学家Sally Temple表示:“这是一些令人兴奋的论文,但它们只是一个起点。”

西雅图华盛顿大学从事衰老研究的生物学家Matt Kaeberlein强调,“如果这种机制在人类中也站得住脚,则其治疗意义将不可限量。”但这是“一个百万美元的问题,可能需要一些时间来搞清楚”。

在最新的研究中,Wagers的实验室连同波士顿市布里格姆与女性医院心脏病学家Richard Lee的实验室,从小鼠血液中隔离出一种有望解释上述返老还童现象的特殊蛋白质。这种蛋白质名为生长分化因子11(GDF11),它因能够调节干细胞活性而为人所熟知。GDF11在年轻小鼠中大量存在,但其水平会随着动物的衰老而减少。

去年,Wagers和Lee的实验室在《细胞》杂志上报告说,注射GDF11能够减缓心脏的增厚——这是随着小鼠衰老而出现的一种典型症状。而在5月4日发表于《科学快讯》上的一项研究中,Wagers的研究小组发现,GDF11同时还能够帮助衰老的小鼠从肌肉损伤中恢复过来,同时在奔跑和握力测试中改善它们的表现。哈佛大学研究人员报告称,年轻小鼠血液中的GDF11含量要比年老小鼠高,这种蛋白质也存在于人类血液中,而且它的含量也随着年龄增长而下降。

在另一项研究中,加利福尼亚大学旧金山分校等机构的研究人员在最新一期英国《自然—医学》杂志上报告说,他们给一些18个月大的年老实验鼠多次输入3个月大的“青壮年”实验鼠的血液,同时给另一些同龄年老实验鼠输入其他年老实验鼠的血液。对比研究发现,输入了“年轻”血液的年老实验鼠在训练中的能力更强,学习能力和记忆能力也更好。研究人员认为,“年轻”血液中的某些成分帮助改善年老实验鼠的大脑海马区机能,延缓了海马区的老化。不过这种效果能持续多久尚不明确。

此外,研究人员还提醒说,该研究只是动物实验,还有很多细节没有弄清楚,切勿擅自模仿。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2014-05-07 第2版 国际)

日期:2014年5月7日 - 来自[技术要闻]栏目

山中伸弥最新研究发现调控iPS过程的关键因子

来自京都大学诱导多能干细胞研究与应用中心,美国Gladstone心血管疾病研究所等处的研究人员发表了题为“The let-7/LIN-41 Pathway Regulates Reprogramming to Human Induced Pluripotent Stem Cells by Controlling Expression of Prodifferentiation Genes”的文章,针对重编程过程中一种关键因子展开了深入研究,揭示出了一种以let-7为基础的调控新途径,这一途径能通过促进前分化基因表达抑制重编程因子活性。这一研究成果公布在11月14日Cell Stem Cell杂志在线版上。

文章的通讯作者之一是日本京都大学山中伸弥教授,这位科学家在干细胞研究领域赫赫有名,是iPS技术研究的鼻祖,与另外一位科学家率先研发出多能干细胞诱导重编程技术。

人类诱导多能干细胞(human-induced pluripotent stem cells,hiPSCs)分化的各种细胞为细胞转变带来了想象的空间,最初科学家们是通过导入KLF4、OCT4、SOX2和C-MYC这四种基因,重编程成纤维细胞,使其转变为了干细胞。此后又有一些科学家发现在重编程过程中扮演重要作用的一些作用因子,比如let-7/LIN-41。

去年一组研究人员在最终变为多能干细胞的细胞中确定了四个很早(在重编程基因传递约6天后)就开启的基因Esrrb, Utf1, Lin28 和Dppa2,指出它们控制了参与多能性的其他基因的转录。但是其中具体的调控机制还并不清楚。

在这篇文章中,研究人员发现microRNA的let-7家族能通过一种调控途径,对重编程过程产生抑制作用,这个过程涉及到一些前分化(prodifferentiation)因素,比如EGR1。

抑制人体细胞中的let-7,能促进重编程达到c-MYC,OCT4, SOX2和KLF4共同作用的结果,而let-7的存在则会抑制重编程。

研究人员还发现重编程过程抑制let-7,会导致let -7靶标LIN-41/TRIM71 水平的增加,从而促进重编程,这对于克服let -7在重编程过程中的障碍作用具有重要意义。机理研究还表明, LIN – 41能调节许多分化基因,比如说通过结合在EGR1同源mRNA上抑制其翻译。

这些研究结果共同揭示出了一种以let -7为基础的调控新途径,这一途径能通过促进前分化基因表达抑制重编程活性。

山中伸弥研究组一直致力于iPS的研究,不仅是这种关键技术在临床上的应用,而且对于其中的细致分子机制,也是其研究组的重点研究对象。比如近期他们提出了重编程过程的一些新观点——指出在人成纤维细胞直接重编程进程,是成熟过程,而不是启动过程限制了重编程。

研究人员发现在七天内,约有20%的转导细胞成为TRA-1-60抗原阳性,这也就是人多能性干细胞最具特异性的标志物之一。但是这些新生的重编程细胞中只有一小部分(约1%)在换板后繁殖成诱导多能干细胞。这些研究数据表明,在人成纤维细胞直接重编程进程中,是成熟过程,而不是启动过程限制了重编程,而且各种重编程作用因子具有各自不同的作用方式。(生物通:张迪)

日期:2013年11月18日 - 来自[克隆与干细胞研究]栏目
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截形苜蓿中结瘤因子水解酶的特性分析

豆科植物与根瘤菌共生的建立取决于一种重要的根瘤菌分泌的信号分子——结瘤因子。结瘤因子的化学本质是一种脂质几丁寡聚糖,某些结瘤因子能够被植物几丁质酶水解;但是迄今仍没有发现任何一种植物几丁质酶,能够水解中华根瘤菌分泌的带乙酰基修饰的四糖的结瘤因子,而这种结瘤因子却在其宿主的根际被快速的水解为脂质几丁二糖,从而使结瘤因子失去原有的活性。

中山大学生命科学学院Christian Staehelin教授课题研究组与香港中文大学Kam-Bo Wong课题研究组以及巴塞尔大学Thomas Boller教授课题研究组等合作,通过多种传统及现代生化分子技术实验,发现并分析了截形苜蓿中的结瘤因子水解酶(MtNFH1)。

通过研究发现这个酶在结构上与植物防御相关的五型几丁质酶相似,却不具有几丁质酶活性,但能够高效的水解所检测的结瘤因子底物,而且产物均为脂质几丁二糖。底物特异性以及动力学分析表明,MtNFH1对于结瘤因子的米氏常数在微摩尔水平,而且其底物类似物(几定寡聚糖)也无法抑制其水解活性。基于已知结构的五型几丁质酶的MtNFH1同源建模以及底物对接模拟分析表明,在MtNFH1的三级结构中存在着一个特有的与结瘤因子脂肪酸链结合相关的结构域,并通过点突变的方式进行了验证。此外RNA干扰的MtNFH1转基因植物的研究发现截形苜蓿根际周围的结瘤因子水解活性的降低。

此次发现对进一步研究结瘤因子水解酶在共生固氮作用中的分子机制奠定了良好基础。

该项研究工作在2013年9月30日以The Nod factor hydrolase of Medicagotruncatula: Characterization of an enzyme specifically cleaving rhizobial nodulation signals为题,发表于Plant Physiology DOI:10.1104/pp. 113.223966。Christian Staehelin教授为通讯作者,Christian Staehelin教授指导的博士研究生田野和刘伟共同为第一作者。

该项研究得到了973项目和国家自然科学基金资助。

日期:2013年10月29日 - 来自[肿瘤相关]栏目

版纳植物园研究揭示木质物残体分解的主导因子

  木质物残体(Woody Debris,WD)是森林生态系统中重要的结构性和功能性组分。但是,极少学者认识到全球木质物残体分解释放的CO2总量(约7.7—9.5PgCyear-1)与化石燃料燃烧释放的CO2总量(约9.6PgCyear-1)大体相当。  

  为了探讨木质物残体分解作用的变化规律及其影响因子,中科院西双版纳热带植物园土壤生态研究组硕士研究生刘伟杰在导师Douglas Schaefer博士的指导下,针对哀牢山地区的三个原生优势树种的木质物残体开展了相关实验。  

  研究结果显示:同组(相同树种、相同分解等级)的不同木质物残体个体之间的呼吸速率差异很大,而木质物残体的温度和含水量的二元呼吸模型的R2值仅为0.25—0.57。这说明温度和含水量是影响木质物残体分解的重要因子,但是仍存在其他不确定因素导致木质物残体分解速率的差异。木质物残体分解者之间普遍是相互抑制的,而且对人工接种的真菌群落而言,具有较高物种多样性的木质物残体分解反而较慢,但是仍需深入探讨天然微生物群落与木质物残体分解作用之间关系,这将对评估木质物残体在全球碳循环过程中的作用有重要意义。  

  相关研究结果以What controls the variability of wood-decay rates?为题发表在Forest Ecology and Management上。

    本研究得到了国际APN基金和国家自然科学基金项目的支持。

日期:2013年10月23日 - 来自[技术要闻]栏目
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22nd Century Group宣布,采用转录因子基因调控烟草中的尼古丁含量的技术获得美国专利

22nd Century Group, Inc. (OTCQB: XXII)今天宣布,美国专利商标局(USPTO)已颁发了一项专利,允许采用取自转录因子基因NbTF7(又名NbARF1)的核酸改变烟草作物的尼古丁含量。NbTF7可同时调控多个尼古丁生物合成基因的表达。

 

已获准的专利申请号为13/464,212,名称是为调控生物碱生物合成的转录因子编码的核酸序列及其在修饰作物代谢中的应用,涵盖了尼古丁含量不同的烟草作物的生产,通过转录因子基因NbTF7发生突变、降低尼古丁的生物合成。NbTF7是6个已发现的烟草转录因子基因之一,研究显示,它能调控烟草作物的尼古丁生物合成和尼古丁含量,这些烟草作物的国际专利申请号为PCT/IB2008/003131,是美国专利申请号13/464,212和其他相关专利申请的来源。

 

这些专利申请保护的内容有: (i)为6个转录因子基因编码的核酸,这些基因可升高或降低多个尼古丁生物合成基因,(ii)尼古丁含量不同的烟草作物的生产方法,通过上调或下调6个转录因子基因的表达来改变尼古丁含量,(iii)采用这些方法生产的烟草细胞、烟草作物和烟草制品。22nd Century的转录因子技术的主要优势在于能够下调多个尼古丁生物合成基因、从而生产出尼古丁含量极低的烟草,也能够通过修饰单条转录因子基因进行上调、从而生产出尼古丁含量高的烟草。

 

正如13/464,212号专利申请指出的那样,该技术的实施结果是,成品烟草中不含有烟草作物以外的基因。在美国和其他某些国家,此类作物不被视为转基因产品。

 

2013年9月6日,调控转录因子基因NbTF7的专利公告颁发给加拿大国立研究理事会(NRC)。 NRC植物生物技术研究所的Jonathon Page和Andrea T. Todd博士是发明者。22nd Century资助了NRC的研发,因此成为NRC的这项转录因子技术和其他技术在世界各地的独家被授权人。22nd Century正在深入开发该技术,包括生产新型商用烟草作物变种。USPTO将在今后数月内颁发该专利,该专利保护将于2028年失效。

 

转录因子技术是22nd Century若干项专利家族的一员,代表了该公司修饰烟草作物的尼古丁和其他烟碱含量的第二代基因技术。22nd Century研发副总裁Michael Moynihan博士表示:“我们很高兴USPTO批准了这项专利。我们的第二代技术显着优于第一代技术。”

 

22nd Century在美国的专利阵容包括16项已颁发的专利和8项申请中的专利 – 主要涉及关键的尼古丁生物合成基因和调控这些基因表达的转录因子,以及由这些烟草制备的烟草减害产品。22nd Century的技术可生产出世界上尼古丁含量最低(尼古丁含量比“淡香型”香烟低98%)和焦油尼古丁比最低的香烟。 

日期:2013年9月27日 - 来自[技术要闻]栏目
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