遺傳發育

遺傳發育

獲得性性狀跨代遺傳機理

中國科學院動物研究所周琪、段恩奎研究組與中國科學院上海生命科學研究院營養科學研究所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導的父代肥胖小鼠模型中，發現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，將高脂誘導的父代代謝紊亂表型傳遞給子代，相關結果發表在《科學》雜志上。很多證據表明，上一代在環境壓力下產生的某些獲得性性狀可以“記憶”在配子中并遺傳給下一代。隨著人類生活環境和生活/飲食習慣的巨大改變，這種獲得性遺傳形式對人類繁衍及子孫健康具有深遠的影響。未來關于精子tsRNA及其修飾譜在早期胚胎發育調節中的作用機制將是領域內亟待解決的問題。

父親的后天飲食可通過改變精子RNA影響后代健康

精細胞tsRNAs從父系初代細胞獲得的代謝紊亂性

父親的心理應激對子代糖代謝的調控

上海交通大學醫學院實驗動物科學部陳學進研究員課題組和附屬瑞金醫院內分泌代謝病研究所李小英教授課題組的合作，發現父親的心理應激，通過表觀遺傳等機制，調控子代的糖代謝狀況，研究論文發表于《細胞-代謝》。人群流行病學研究表明，心理應激（Psychological stress）與多個疾病的發生發展密切相關，如神經退行性疾病、心血管疾病、腫瘤、2型糖尿病等。近年來的研究表明，母親的心理應激，尤其是妊娠期間的應激，可促進子代肥胖和2型糖尿病的發生。本研究首次報道父親心理應激能影響調控子代的糖代謝情況，進一步證實了環境因素介導的跨代遺傳調控作用。

大豆籽粒馴化過程中轉錄調控

中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室張勁松研究組和陳受宜研究組針對馴化過程中發育大豆種子的轉錄組特征展開了全面而深入的研究，研究論文發表于《植物學報》。基因功能分析和關聯分析表明，有2個基因的表達變化與種子百粒重和油含量呈正相關。大豆是我國重要的糧食作物和經濟作物，高百粒重和高油含量是栽培大豆重要的農藝性狀和馴化特征。因此研究大豆的馴化機制，對于改善大豆的品質和增加大豆產量具有非常重要的意義。

中國實現哺乳動物胚胎在太空發育

中國科學家利用實踐十號衛星進行哺乳動物早期胚胎發育研究，觀察太空環境中哺乳動物早期胚胎的發育過程，并探索太空環境對胚胎發育的作用機制。實踐十號衛星把6000余枚小鼠早期胚胎帶上了太空。若干天后，通過特殊顯微鏡，成功觀測到小鼠胚胎從二細胞在太空中成功發育成囊胚的全過程。在衛星入軌第72小時左右，部分二細胞胚胎就發育到囊胚，和地面上時間基本一致。小鼠早期胚胎，在太空中完成了從二細胞到囊胚的全程發育，這是人類歷史上第一次在太空實現哺乳動物胚胎發育。這一實驗有望間接地預示未來人類能否在太空正常生活、繁衍后代的問題。

雞視覺退化的無意識選擇作用機制

中國科學院昆明動物研究所張亞平研究團隊基于家雞和紅原雞的群體基因組數據，并結合家雞和紅原雞的視網膜、大腦皮層、紋狀體、視葉和小腦蚓部的轉錄組數據，揭示了家雞視覺退化的遺傳機制，相關結果發表在《細胞研究》雜志。群體基因組數據分析發現大量視覺相關基因在家雞馴化過程中受到正選擇作用，而非選擇壓力放松。進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的可能性。此項研究揭示正選擇而非選擇壓力放松促使家雞視覺退化，正選擇可能通過影響視網膜中基因的表達來影響家雞視覺的退化。此外，在小鼠和斑馬魚中進行的VIT基因相關研究也驗證了VIT基因在視覺上的重要作用。

家雞視覺退化的無意識選擇作用機制

VIT抑制表達導致斑馬魚視覺行為顯著受損

擬南芥AGO3在植物表觀遺傳調控中的新功能

中國科學院遺傳與發育生物學研究所王秀杰研究組與美國德州農工大學張秀任研究組通過合作研究發現，AGO3并不能互補與其序列同源性最高的AGO2在植物抗病毒防御反應中的功能，研究成果發表于《自然-植物》。植物Argonaute蛋白是執行miRNA與siRMA等小RNA介導的表觀遺傳修飾調控的關鍵蛋白，主要結合21-24 nt的小RNA從而形成RISC復合體，對基因表達進行轉錄或轉錄后調控。擬南芥AGO基因家族編碼9個有功能的AGO蛋白，目前對于AGO3結合的小RNA的特征和基本功能的研究亟待加強。

超高分辨顯微揭示活細胞轉錄動態變化

北京大學生命科學學院生物動態光學成像中心孫育杰課題組首次通過新型超分辨成像技術（貝葉斯超分辨顯微術）實現了活細胞單個轉錄工廠（RNA Pol II cluster）的動態過程觀測和定量分析，研究成果發表于《ACS納米》雜志。研究團隊在活細胞的細胞核內原位觀察到了單個轉錄工廠的組裝和解聚的動態過程，并且測量了活細胞內轉錄工廠的數目和大小隨時間以及細胞環境的影響。揭示了轉錄工廠產生和消失的異質性，支持了轉錄工廠產生的on-demand模型，證明了轉錄工廠在preelongation phase招募Pol II分子。

使用ribosome profiling數據鑒定基因翻譯差異的新型分析方法

清華大學生命學院楊雪瑞研究組詳細介紹了一種針對全基因組核糖體分析（ribosome profiling）數據的分析方法，Xtail，用于在組學水平對基因的翻譯差異進行準確、定量的評估，研究結果發表在《自然-通訊》雜志。使用ribosome profiling技術能夠系統分析腫瘤等重要疾病或發育相關的翻譯調控機制。新設計的一整套數據處理方法流程，Xtail，對于翻譯異常的基因有非常高的敏感性，并且對數據噪音有高容忍度，保證了極低的假陽性率。不管是用于處理模擬數據還是真實數據，Xtail均表現出非常高的準確率。

疾病治療中國新鮮水果攝入與主要心血管疾病

中國醫學科學院李立明教授與英國牛津大學陳錚鳴教授共同領銜的中國慢性病前瞻性研究項目團隊在國際權威醫學雜志《新英格蘭醫學雜志》上發表了題為“中國新鮮水果攝入與主要心血管疾病”的研究論文。研究發現，新鮮水果攝入對主要心血管疾病的保護作用在中國不同地區和不同性別的人群中是相似的。這是在中國人群中首次通過大規模、多中心、長期隨訪的人群隊列研究證實了新鮮水果攝入對主要心血管病的保護作用。如能通過健康教育促進使得每個中國人都能做到每日攝入新鮮水果，則每年可以避免大約50萬心血管病死亡（其中包括20萬70歲之前的過早死亡），還可以避免更多的非致死性的心臟病和中風病例。

實驗對照證實，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，心血管病死亡危險降低40%

含抗氧化劑的糖尿病藥物或可促進癌癥發生轉移

第三軍醫大學新橋醫院內分泌科主任鄭宏庭研究團隊最新研究證實，激活NRF2通路的抗氧化的抗糖尿病藥物加速腫瘤轉移，該研究成果發表于《科學-轉化醫學》雜志。美容護膚品、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，需更加謹慎。流行病學證據表明：糖尿病與腫瘤密切相關。隨著糖尿病發病率的上升，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防，但該研究顯示抗氧化劑可能是一把雙刃劍，甚至并無益處，故抗氧化劑應當慎用，尤其對糖尿病已經合并發生的腫瘤。

艾滋病基因治療研究進展

復旦大學遺傳工程國家重點實驗室朱煥章課題組利用CRISPR/CAS9技術在體外靶向干預艾滋病病毒（HIV）潛伏又取得進展，為艾滋的功能治愈邁出了關鍵一步，相關研究成果發表于《分子治療》。目前，國際上已有近30種抗逆轉錄病毒藥物應用于艾滋病的臨床治療，然而，現有這些藥物只能抑制病毒復制，不能清除HIV感染, 其原因主要在于HIV可潛伏于少數免疫細胞，以此逃脫了機體免疫系統和抗病毒藥物攻擊。因此，研發能靶向干預HIV潛伏的新型治療技術，已成為目前國際上艾滋病治愈研究領域發展趨勢和研究的焦點。

SIRT6通過表觀遺傳調控Wnt信號通路維持造血干細胞穩態

杭州師范大學鞠振宇研究團隊揭示了長壽基因Sirt6在造血干細胞穩態維持過程中的重要作用，相關成果發表于《細胞-干細胞》。Sirtuin是機體中廣泛存在的一類NAD+依賴組蛋白去乙酰化酶，通過作用于不同的底物，廣泛參與應激反應、脂肪酸氧化、能量代謝等生理過程的穩態調控。Sirtuin隨年齡增長而表達水平逐漸降低，與生物有機體的衰老及衰老相關性疾病等相關。研究發現了Sirtuin家族成員SIRT6缺失引起Wnt信號通路的活性上調，迫使造血干細胞進入細胞周期增殖，最終導致了造血干細胞的耗竭。

中美科學家聯合揭示寨卡病毒的基因進化規律

中國醫學科學院系統醫學研究中心主任程根宏教授牽頭，蘇州系統醫學研究所多個課題組參與，美國加州大學洛杉磯分校等合作，揭示了寨卡病毒（Zika Virus）致病性改變的進化突變位點規律，研究結果發表于《細胞宿主與寄生體》。2015年以來寨卡病毒在巴西等南美國家的大面積傳播，及其與小頭癥和其他神經并發癥的高度疑似關聯，導致世界衛生組織宣布其為“全球緊急公共衛生事件”。相對于P6-740參考毒株，目前在人群中流行的寨卡病毒毒株，具有34個特異性的蛋白氨基酸位點。在59個亞洲分支特異性位點中，有6個位點富集分布在病毒編碼的prM蛋白上的一個特定功能區（pr區），其中一個位點的差異（A148P）會導致pr區蛋白局部結構的顯著改變。

寨卡病毒進化

寨卡病毒編碼prM蛋白基因進化

基因活性調控機制有望抑制癌變

復旦大學生物醫學研究院藍斐實驗室、施揚-石雨江實驗室研究發現，在癌細胞中，染色質中的增強子失控會過度強化附近癌基因的活性，導致細胞異常甚至癌變；而出現在該區域的蛋白質RACK7和去甲基化酶KDM5C可以限制此類增強子的活性，使基因表達保持在正常范圍，從而抑制癌變，該研究成果發表于《細胞》雜志。基因突變并非生物體性狀改變唯一原因，RACK7和KDM5C調控組蛋白甲基化和增強子活性，并抑制細胞癌變，增強子活性調控機制為癌癥的個性化治療提供新的藥物靶點和治療思路。

以LGR4為靶標的蛋白抑制劑治療骨質疏松和骨腫瘤

華東師范大學劉明耀、羅劍課題組和第二軍醫大學附屬上海長征醫院肖建如課題組與美國、奧地利科學家合作，將關于骨質疏松和骨腫瘤治療的最新成果發表于《自然-醫學》，該成果的藥物開發具有很高的應用價值。患有骨質疏松癥和骨腫瘤的人群日益增多，但臨床上對這些疾病的認識和治療還存在較大不足。該研究發現LGR4是破骨細胞中最重要細胞分化因子RANKL的新受體，并基于此開發了以LGR4為靶標的蛋白抑制劑。實驗表明，該蛋白抑制劑能顯著抑制骨質疏松和骨腫瘤等骨科疾病，而相關藥物學研究也證明了RANKL/LGR4信號通路在這些疾病中的關鍵作用。

微信管理搭橋醫生二級預防行為

中國醫學科學院北京阜外醫院外科鄭哲教授牽頭開展MISSION-1研究方法學文章發表于《美國心臟雜志》。阜外醫院的外科團隊設計了基于微信公眾號的綜合干預措施，通過移動應用，對醫生進行三類干預措施：藥物使用培訓和指導工具、用自查清單提醒醫生及時開藥、以及通過定期反饋報告來督促外科醫生提高處方率。MISSION-1研究作為首個基于中國心血管外科注冊登記研究（CCSR）的質量改善行動，將在質量改善措施的驗證和推廣方面進行必要的探索，發揮先鋒示范和試點作用。研究者將干預組的外科醫生納入微信公眾號管理，進行為期大約18個月的干預，并利用CCSR數據平臺評價干預效果。