遺傳發(fā)育

遺傳發(fā)育

獲得性性狀跨代遺傳機(jī)理

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所周琪、段恩奎研究組與中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營(yíng)養(yǎng)科學(xué)研究所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導(dǎo)的父代肥胖小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)一類成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可作為一種表觀遺傳信息的載體，將高脂誘導(dǎo)的父代代謝紊亂表型傳遞給子代，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。很多證據(jù)表明，上一代在環(huán)境壓力下產(chǎn)生的某些獲得性性狀可以“記憶”在配子中并遺傳給下一代。隨著人類生活環(huán)境和生活/飲食習(xí)慣的巨大改變，這種獲得性遺傳形式對(duì)人類繁衍及子孫健康具有深遠(yuǎn)的影響。未來(lái)關(guān)于精子tsRNA及其修飾譜在早期胚胎發(fā)育調(diào)節(jié)中的作用機(jī)制將是領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。

父親的后天飲食可通過(guò)改變精子RNA影響后代健康

精細(xì)胞tsRNAs從父系初代細(xì)胞獲得的代謝紊亂性

父親的心理應(yīng)激對(duì)子代糖代謝的調(diào)控

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部陳學(xué)進(jìn)研究員課題組和附屬瑞金醫(yī)院內(nèi)分泌代謝病研究所李小英教授課題組的合作，發(fā)現(xiàn)父親的心理應(yīng)激，通過(guò)表觀遺傳等機(jī)制，調(diào)控子代的糖代謝狀況，研究論文發(fā)表于《細(xì)胞-代謝》。人群流行病學(xué)研究表明，心理應(yīng)激（Psychological stress）與多個(gè)疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，如神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病、腫瘤、2型糖尿病等。近年來(lái)的研究表明，母親的心理應(yīng)激，尤其是妊娠期間的應(yīng)激，可促進(jìn)子代肥胖和2型糖尿病的發(fā)生。本研究首次報(bào)道父親心理應(yīng)激能影響調(diào)控子代的糖代謝情況，進(jìn)一步證實(shí)了環(huán)境因素介導(dǎo)的跨代遺傳調(diào)控作用。

大豆籽粒馴化過(guò)程中轉(zhuǎn)錄調(diào)控

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張勁松研究組和陳受宜研究組針對(duì)馴化過(guò)程中發(fā)育大豆種子的轉(zhuǎn)錄組特征展開(kāi)了全面而深入的研究，研究論文發(fā)表于《植物學(xué)報(bào)》。基因功能分析和關(guān)聯(lián)分析表明，有2個(gè)基因的表達(dá)變化與種子百粒重和油含量呈正相關(guān)。大豆是我國(guó)重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，高百粒重和高油含量是栽培大豆重要的農(nóng)藝性狀和馴化特征。因此研究大豆的馴化機(jī)制，對(duì)于改善大豆的品質(zhì)和增加大豆產(chǎn)量具有非常重要的意義。

中國(guó)實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物胚胎在太空發(fā)育

中國(guó)科學(xué)家利用實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育研究，觀察太空環(huán)境中哺乳動(dòng)物早期胚胎的發(fā)育過(guò)程，并探索太空環(huán)境對(duì)胚胎發(fā)育的作用機(jī)制。實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星把6000余枚小鼠早期胚胎帶上了太空。若干天后，通過(guò)特殊顯微鏡，成功觀測(cè)到小鼠胚胎從二細(xì)胞在太空中成功發(fā)育成囊胚的全過(guò)程。在衛(wèi)星入軌第72小時(shí)左右，部分二細(xì)胞胚胎就發(fā)育到囊胚，和地面上時(shí)間基本一致。小鼠早期胚胎，在太空中完成了從二細(xì)胞到囊胚的全程發(fā)育，這是人類歷史上第一次在太空實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育。這一實(shí)驗(yàn)有望間接地預(yù)示未來(lái)人類能否在太空正常生活、繁衍后代的問(wèn)題。

雞視覺(jué)退化的無(wú)意識(shí)選擇作用機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所張亞平研究團(tuán)隊(duì)基于家雞和紅原雞的群體基因組數(shù)據(jù)，并結(jié)合家雞和紅原雞的視網(wǎng)膜、大腦皮層、紋狀體、視葉和小腦蚓部的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，揭示了家雞視覺(jué)退化的遺傳機(jī)制，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《細(xì)胞研究》雜志。群體基因組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)大量視覺(jué)相關(guān)基因在家雞馴化過(guò)程中受到正選擇作用，而非選擇壓力放松。進(jìn)一步的群體歷史模擬分析亦排除了選擇壓力放松和搭乘效應(yīng)的可能性。此項(xiàng)研究揭示正選擇而非選擇壓力放松促使家雞視覺(jué)退化，正選擇可能通過(guò)影響視網(wǎng)膜中基因的表達(dá)來(lái)影響家雞視覺(jué)的退化。此外，在小鼠和斑馬魚(yú)中進(jìn)行的VIT基因相關(guān)研究也驗(yàn)證了VIT基因在視覺(jué)上的重要作用。

家雞視覺(jué)退化的無(wú)意識(shí)選擇作用機(jī)制

VIT抑制表達(dá)導(dǎo)致斑馬魚(yú)視覺(jué)行為顯著受損

擬南芥AGO3在植物表觀遺傳調(diào)控中的新功能

中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所王秀杰研究組與美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)張秀任研究組通過(guò)合作研究發(fā)現(xiàn)，AGO3并不能互補(bǔ)與其序列同源性最高的AGO2在植物抗病毒防御反應(yīng)中的功能，研究成果發(fā)表于《自然-植物》。植物Argonaute蛋白是執(zhí)行miRNA與siRMA等小RNA介導(dǎo)的表觀遺傳修飾調(diào)控的關(guān)鍵蛋白，主要結(jié)合21-24 nt的小RNA從而形成RISC復(fù)合體，對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。擬南芥AGO基因家族編碼9個(gè)有功能的AGO蛋白，目前對(duì)于AGO3結(jié)合的小RNA的特征和基本功能的研究亟待加強(qiáng)。

超高分辨顯微揭示活細(xì)胞轉(zhuǎn)錄動(dòng)態(tài)變化

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心孫育杰課題組首次通過(guò)新型超分辨成像技術(shù)（貝葉斯超分辨顯微術(shù)）實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞單個(gè)轉(zhuǎn)錄工廠（RNA Pol II cluster）的動(dòng)態(tài)過(guò)程觀測(cè)和定量分析，研究成果發(fā)表于《ACS納米》雜志。研究團(tuán)隊(duì)在活細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)原位觀察到了單個(gè)轉(zhuǎn)錄工廠的組裝和解聚的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并且測(cè)量了活細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄工廠的數(shù)目和大小隨時(shí)間以及細(xì)胞環(huán)境的影響。揭示了轉(zhuǎn)錄工廠產(chǎn)生和消失的異質(zhì)性，支持了轉(zhuǎn)錄工廠產(chǎn)生的on-demand模型，證明了轉(zhuǎn)錄工廠在preelongation phase招募Pol II分子。

使用ribosome profiling數(shù)據(jù)鑒定基因翻譯差異的新型分析方法

清華大學(xué)生命學(xué)院楊雪瑞研究組詳細(xì)介紹了一種針對(duì)全基因組核糖體分析（ribosome profiling）數(shù)據(jù)的分析方法，Xtail，用于在組學(xué)水平對(duì)基因的翻譯差異進(jìn)行準(zhǔn)確、定量的評(píng)估，研究結(jié)果發(fā)表在《自然-通訊》雜志。使用ribosome profiling技術(shù)能夠系統(tǒng)分析腫瘤等重要疾病或發(fā)育相關(guān)的翻譯調(diào)控機(jī)制。新設(shè)計(jì)的一整套數(shù)據(jù)處理方法流程，Xtail，對(duì)于翻譯異常的基因有非常高的敏感性，并且對(duì)數(shù)據(jù)噪音有高容忍度，保證了極低的假陽(yáng)性率。不管是用于處理模擬數(shù)據(jù)還是真實(shí)數(shù)據(jù)，Xtail均表現(xiàn)出非常高的準(zhǔn)確率。

疾病治療中國(guó)新鮮水果攝入與主要心血管疾病

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院李立明教授與英國(guó)牛津大學(xué)陳錚鳴教授共同領(lǐng)銜的中國(guó)慢性病前瞻性研究項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威醫(yī)學(xué)雜志《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表了題為“中國(guó)新鮮水果攝入與主要心血管疾病”的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)，新鮮水果攝入對(duì)主要心血管疾病的保護(hù)作用在中國(guó)不同地區(qū)和不同性別的人群中是相似的。這是在中國(guó)人群中首次通過(guò)大規(guī)模、多中心、長(zhǎng)期隨訪的人群隊(duì)列研究證實(shí)了新鮮水果攝入對(duì)主要心血管病的保護(hù)作用。如能通過(guò)健康教育促進(jìn)使得每個(gè)中國(guó)人都能做到每日攝入新鮮水果，則每年可以避免大約50萬(wàn)心血管病死亡（其中包括20萬(wàn)70歲之前的過(guò)早死亡），還可以避免更多的非致死性的心臟病和中風(fēng)病例。

實(shí)驗(yàn)對(duì)照證實(shí)，每天攝入新鮮水果者平均收縮壓降低約4 mmHg，血糖降低約0.5 mM，心血管病死亡危險(xiǎn)降低40%

含抗氧化劑的糖尿病藥物或可促進(jìn)癌癥發(fā)生轉(zhuǎn)移

第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院內(nèi)分泌科主任鄭宏庭研究團(tuán)隊(duì)最新研究證實(shí)，激活NRF2通路的抗氧化的抗糖尿病藥物加速腫瘤轉(zhuǎn)移，該研究成果發(fā)表于《科學(xué)-轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志。美容護(hù)膚品、咖啡、茶、紅酒、維生素等富含抗氧化劑的日常生活佳品，在特定條件下可能是一把雙刃劍。在制定某些糖尿病合并腫瘤患者降糖治療方案時(shí)，需更加謹(jǐn)慎。流行病學(xué)證據(jù)表明：糖尿病與腫瘤密切相關(guān)。隨著糖尿病發(fā)病率的上升，糖尿病合并腫瘤患者人群日益增多。既往膳食元素中的抗氧化劑常用于癌癥預(yù)防，但該研究顯示抗氧化劑可能是一把雙刃劍，甚至并無(wú)益處，故抗氧化劑應(yīng)當(dāng)慎用，尤其對(duì)糖尿病已經(jīng)合并發(fā)生的腫瘤。

艾滋病基因治療研究進(jìn)展

復(fù)旦大學(xué)遺傳工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱煥章課題組利用CRISPR/CAS9技術(shù)在體外靶向干預(yù)艾滋病病毒（HIV）潛伏又取得進(jìn)展，為艾滋的功能治愈邁出了關(guān)鍵一步，相關(guān)研究成果發(fā)表于《分子治療》。目前，國(guó)際上已有近30種抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物應(yīng)用于艾滋病的臨床治療，然而，現(xiàn)有這些藥物只能抑制病毒復(fù)制，不能清除HIV感染, 其原因主要在于HIV可潛伏于少數(shù)免疫細(xì)胞，以此逃脫了機(jī)體免疫系統(tǒng)和抗病毒藥物攻擊。因此，研發(fā)能靶向干預(yù)HIV潛伏的新型治療技術(shù)，已成為目前國(guó)際上艾滋病治愈研究領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)和研究的焦點(diǎn)。

SIRT6通過(guò)表觀遺傳調(diào)控Wnt信號(hào)通路維持造血干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)

杭州師范大學(xué)鞠振宇研究團(tuán)隊(duì)揭示了長(zhǎng)壽基因Sirt6在造血干細(xì)胞穩(wěn)態(tài)維持過(guò)程中的重要作用，相關(guān)成果發(fā)表于《細(xì)胞-干細(xì)胞》。Sirtuin是機(jī)體中廣泛存在的一類NAD+依賴組蛋白去乙酰化酶，通過(guò)作用于不同的底物，廣泛參與應(yīng)激反應(yīng)、脂肪酸氧化、能量代謝等生理過(guò)程的穩(wěn)態(tài)調(diào)控。Sirtuin隨年齡增長(zhǎng)而表達(dá)水平逐漸降低，與生物有機(jī)體的衰老及衰老相關(guān)性疾病等相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)了Sirtuin家族成員SIRT6缺失引起Wnt信號(hào)通路的活性上調(diào)，迫使造血干細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期增殖，最終導(dǎo)致了造血干細(xì)胞的耗竭。

中美科學(xué)家聯(lián)合揭示寨卡病毒的基因進(jìn)化規(guī)律

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究中心主任程根宏教授牽頭，蘇州系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所多個(gè)課題組參與，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校等合作，揭示了寨卡病毒（Zika Virus）致病性改變的進(jìn)化突變位點(diǎn)規(guī)律，研究結(jié)果發(fā)表于《細(xì)胞宿主與寄生體》。2015年以來(lái)寨卡病毒在巴西等南美國(guó)家的大面積傳播，及其與小頭癥和其他神經(jīng)并發(fā)癥的高度疑似關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致世界衛(wèi)生組織宣布其為“全球緊急公共衛(wèi)生事件”。相對(duì)于P6-740參考毒株，目前在人群中流行的寨卡病毒毒株，具有34個(gè)特異性的蛋白氨基酸位點(diǎn)。在59個(gè)亞洲分支特異性位點(diǎn)中，有6個(gè)位點(diǎn)富集分布在病毒編碼的prM蛋白上的一個(gè)特定功能區(qū)（pr區(qū)），其中一個(gè)位點(diǎn)的差異（A148P）會(huì)導(dǎo)致pr區(qū)蛋白局部結(jié)構(gòu)的顯著改變。

寨卡病毒進(jìn)化

寨卡病毒編碼prM蛋白基因進(jìn)化

基因活性調(diào)控機(jī)制有望抑制癌變

復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院藍(lán)斐實(shí)驗(yàn)室、施揚(yáng)-石雨江實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，在癌細(xì)胞中，染色質(zhì)中的增強(qiáng)子失控會(huì)過(guò)度強(qiáng)化附近癌基因的活性，導(dǎo)致細(xì)胞異常甚至癌變；而出現(xiàn)在該區(qū)域的蛋白質(zhì)RACK7和去甲基化酶KDM5C可以限制此類增強(qiáng)子的活性，使基因表達(dá)保持在正常范圍，從而抑制癌變，該研究成果發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。基因突變并非生物體性狀改變唯一原因，RACK7和KDM5C調(diào)控組蛋白甲基化和增強(qiáng)子活性，并抑制細(xì)胞癌變，增強(qiáng)子活性調(diào)控機(jī)制為癌癥的個(gè)性化治療提供新的藥物靶點(diǎn)和治療思路。

以LGR4為靶標(biāo)的蛋白抑制劑治療骨質(zhì)疏松和骨腫瘤

華東師范大學(xué)劉明耀、羅劍課題組和第二軍醫(yī)大學(xué)附屬上海長(zhǎng)征醫(yī)院肖建如課題組與美國(guó)、奧地利科學(xué)家合作，將關(guān)于骨質(zhì)疏松和骨腫瘤治療的最新成果發(fā)表于《自然-醫(yī)學(xué)》，該成果的藥物開(kāi)發(fā)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。患有骨質(zhì)疏松癥和骨腫瘤的人群日益增多，但臨床上對(duì)這些疾病的認(rèn)識(shí)和治療還存在較大不足。該研究發(fā)現(xiàn)LGR4是破骨細(xì)胞中最重要細(xì)胞分化因子RANKL的新受體，并基于此開(kāi)發(fā)了以LGR4為靶標(biāo)的蛋白抑制劑。實(shí)驗(yàn)表明，該蛋白抑制劑能顯著抑制骨質(zhì)疏松和骨腫瘤等骨科疾病，而相關(guān)藥物學(xué)研究也證明了RANKL/LGR4信號(hào)通路在這些疾病中的關(guān)鍵作用。

微信管理搭橋醫(yī)生二級(jí)預(yù)防行為

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京阜外醫(yī)院外科鄭哲教授牽頭開(kāi)展MISSION-1研究方法學(xué)文章發(fā)表于《美國(guó)心臟雜志》。阜外醫(yī)院的外科團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了基于微信公眾號(hào)的綜合干預(yù)措施，通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用，對(duì)醫(yī)生進(jìn)行三類干預(yù)措施：藥物使用培訓(xùn)和指導(dǎo)工具、用自查清單提醒醫(yī)生及時(shí)開(kāi)藥、以及通過(guò)定期反饋報(bào)告來(lái)督促外科醫(yī)生提高處方率。MISSION-1研究作為首個(gè)基于中國(guó)心血管外科注冊(cè)登記研究（CCSR）的質(zhì)量改善行動(dòng)，將在質(zhì)量改善措施的驗(yàn)證和推廣方面進(jìn)行必要的探索，發(fā)揮先鋒示范和試點(diǎn)作用。研究者將干預(yù)組的外科醫(yī)生納入微信公眾號(hào)管理，進(jìn)行為期大約18個(gè)月的干預(yù)，并利用CCSR數(shù)據(jù)平臺(tái)評(píng)價(jià)干預(yù)效果。