生長發育

生長發育

哺乳動物心臟發育的新機制

中科院生物化學與細胞生物學研究所周斌研究組發現哺乳動物心臟發育過程中心肌致密化的細胞和分子新機制，研究論文發表于《自然—通訊》。在胚胎心臟發育過程中，心肌小梁擔負著增加心肌質量與表面積、增強心肌收縮力、分流腔室內血液和參與心臟傳導系統形成等重要功能。通過特異性敲除胚胎期致密心肌層心肌細胞中的Yap1基因，使致密心肌層心肌細胞增殖減少，抑制其參與心室壁中間混合區的形成，導致出生后心肌過度小梁化和致密心肌層變薄。表明心肌致密化不全不能僅歸因于心肌小梁本身過度化的缺陷，胚胎期致密心肌層的擴增及其參與心肌混合區的形成，對發育形成正常的心室壁起著至關重要的作用。

胚胎致密心肌的命運譜

Nppa和Hey2分別在小梁心肌和致密心肌中表達

保障同源重組的機制解析

中科院遺傳與發育生物學研究所程祝寬研究組發現一個新的重組中間體蛋白MEICA1，它是一個非常保守的真核生物蛋白，參與了同源重組保障機制，同時為育種過程中提高重組頻率提供了基因資源，相關研究發表于《植物細胞》。MEICA1突變導致染色體間的異常黏連和染色體碎片，這些異常黏連和碎片依賴于SPO11-2和DMC1，但與KU70介導的非同源末端連接修復途徑無關。MEICA1與MHS7相互作用，共同參與抑制非同源重組的發生。MEICA1也能與TOP3a相互作用，并且MEICA1突變能部分恢復突變體msh5和hei10的染色體交叉結數目，說明MEICA1具有調節重組頻率的功能。

環狀RNA調控豬產肉性狀分子機制

農科院北京畜牧獸醫研究所唐中林研究員等，開發出環狀RNA研究平臺，繪制豬環狀RNA時空圖譜，破譯環狀RNA對豬產肉性狀形成調控機制，并構建首個農業動物的環狀RNA數據庫，研究論文發表于《DNA研究》。我國是世界上最大的生豬養殖和豬肉消費國，豬產肉性狀的改良一直是豬育種界最重要的研究課題之一。豬產肉性狀形成分子機制極其復雜，受miRNA、lncRNA和circRNA等多種RNA分子及其多維網絡互作調控。circRNA是區別于傳統線性RNA的一類新型RNA分子，具有閉合環狀結構，在許多生物學過程發揮重要調控作用。

表觀遺傳因子CXXC1在卵子成熟和早期胚胎發育中的功能

浙江大學生命科學研究院范衡宇課題組證實CXXC1介導的組蛋白H3K4三甲基化修飾是生殖細胞表觀遺傳成熟的重要方面，相關論文發表于《細胞報告》。科學家制作了卵母細胞特異性的Cxxc1敲除小鼠，發現CXXC1對于卵母細胞和受精卵的基因組重編程尤其關鍵。CXXC1在小鼠卵母細胞中優勢表達，在卵母細胞中敲除Cxxc1造成卵母細胞發育異常，不具備進一步發育的潛能，導致胚胎發育一細胞到二細胞期阻滯。轉錄組學研究表明，許多與卵母細胞成熟和受精卵發育激活相關的基因在Cxxc1敲除以后不能正常表達。有些成熟的卵母細胞受精以后不能啟動正常的胚胎發育，很可能是由于基因組重編程過程的缺陷造成的。

組織蛋白酶B介導放射線誘導的旁觀者效應

清華大學生命學院薛定研究組在動物模型上系統地揭示了介導放射線誘導的旁觀者效應(RIBE)的關鍵因子及作用機制，研究論文發表于《自然》。非照射細胞也受到影響的現象被命名為RIBE。之后的各種研究發現RIBE極大地影響了癌癥放射治療的效率，并造成脫發，疲勞、皮膚變化等負作用, 并認為被照射的細胞釋放了某種或某些因子介導此效應。研究證實組織蛋白酶B是一個在進化上高度保守的蛋白酶，是介導RIBE效應的關鍵因子。分泌的組織蛋白酶B作用于未被照射的旁觀者細胞，通過同樣高度保守的胰島素樣生長因子受體DAF-2/IGFR介導的信號通路，抑制細胞凋亡，促進應急反應和細胞增殖，并干擾胚胎和個體發育等一系列效應。

cpr-4在秀麗線蟲中的表達模式

RIBE因子鑒定

寄生植物菟絲子在不同寄主間傳遞系統性信號

中科院昆明植物所吳建強研究員團隊揭示寄生植物菟絲子在不同寄主間傳遞系統性信號，相關論文發表于《美國科學院院刊》。菟絲子是旋花科的莖全寄生植物，其大多數種類的葉片和根在進化過程中已經完全退化消失，只有少數種類還殘存微弱的光合能力。自然界中，菟絲子常常能夠同時寄生在多個鄰近的寄主上，從而將不同的寄主連接起來。菟絲子在某些條件下可以幫助不同寄主之間建立起抗蟲防御的“聯盟”，從分子水平揭示了菟絲子連接的植物微群落中，菟絲子和寄主、寄主與寄主間復雜的相互作用關系，對了解抗蟲系統性信號有重要的意義，也對農業治理寄生植物危害提供了幫助。

水稻條紋病毒與介體昆蟲相互作用

中科院動物所崔峰研究團隊在RSV與介體昆蟲相互作用研究方面取得新進展，相關論文發表于eLife。研究發現RSV的衣殼蛋白CP競爭性結合灰飛虱的G蛋白通路抑制因子II（GPS2），減弱了GPS2對JNK激活復合物的抑制作用，從而提高了JNK的磷酸化水平。同時，病毒還提高了JNK信號通路上游的Tumor Necrosis Factor-α的表達，降低了GPS2的表達。JNK磷酸化水平的提高增加了RSV在昆蟲體內的增殖，而通過干擾JNK基因的表達或使用JNK激活的抑制劑，RSV在昆蟲體內的增殖會受到抑制，并延緩植物的發病。研究結果揭示了JNK信號通路在病毒復制過程中的關鍵作用。

靈長類mRNA形成的“老虎機模型”

北京大學分子醫學研究所李川昀研究員等運用PacBio測序技術對人、猴轉錄組進行了系統研究，在全基因組、全長轉錄本尺度發現RNA可變調控事件之間的組合滿足隨機搭配，這種隨機搭配被該課題組稱為靈長類mRNA形成的“老虎機模型”；相關論文發表于《分子生物學進化》。PacBio技術提供了這樣一套系統，用于在全長轉錄本水平研究可變調控事件之間的搭配關系。研究發現大量之前未被報道的全新mRNA以及眾多在人、猴之間存在明顯結構差異的mRNA，為認識轉錄組復雜性、揭示物種差異的分子基礎提供了新視角。新發現的mRNA和物種特異性的mRNA受到明顯的自然選擇約束，提示已經具備了生物學功能。