生物研究

烏龜性別決定機理

浙江萬里學院葛楚天、錢國英團隊與國內外科學家合作，揭示了組蛋白去甲基化酶KDM6B調控紅耳龜溫度依賴型性別決定的分子機理，解開了溫度依賴型性別決定研究長達半個世紀的謎團，研究論文發表于Science。KDM6B在紅耳龜未分化性腺中呈現溫度依賴型二態性表達分布。溫度置換實驗表明，在性腺分化前，Kdm6b能快速響應溫度變化。令人驚奇的是，通過RNA干擾將產雄溫度（MPT)胚胎Kdm6b敲低后，80%～87%的MPT胚胎出現雄性向雌性性逆轉。KDM6B通過消除啟動子區H3K27me3標記，直接促進紅耳龜雄性性別決定基因Dmrt1的表達。并且，Dmrt1的過表達能夠恢復由Kdm6b缺陷引起的性逆轉。

龜縮的巴西紅耳龜，trachemys scripta elegans。（圖片來源于w w w.reptarium.cz）

巴西紅耳龜，trachemys scripta elegans。（圖片來源于w w w.reptarium.cz）

糖尿病獼猴研究進展

中國科學院昆明動物研究所梁斌研究員團隊和中國科學院生物物理研究所劉平生研究員團隊、上海藥物研究所周虎研究員團隊等合作，在糖尿病獼猴研究取得新進展，相關論文發表于American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism。自發性糖尿病獼猴早期出現肥胖和高血脂，而晚期體重和血脂指標下降，出現明顯的肝臟損傷；肝臟蛋白質組學顯示，氧化磷酸化途徑和支鏈氨基酸降解途徑明顯上調，肝臟損傷可能是肝臟中過多的ROS通過誘導線粒體釋放細胞色素c，并激活胞質中Caspase3所致。在自然狀況下，由肥胖轉為糖尿病過程中，肝臟能量代謝出現從脂肪酸氧化到支鏈氨基酸降解的轉變。

首例CRISPR/Cpf1基因編輯家兔和豬模型

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院賴良學課題組應用經改造的新型Cpf1基因編輯系統，成功獲得了首例Cpf1基因修飾家兔和豬模型，研究論文發表于Cellular and Molecular Life Sciences。研究人員利用哺乳動物轉運RNA(tRNA)內源剪切機制，對Cpf1引導RNA(gRNA)進行了改造，提高了Cpf1在細胞系和動物胚胎中的基因編輯效率。CRISPR/Cpf1是一種新型RNA引導的基因編輯工具，與目前廣泛應用的CRISPR/Cas9相比，有更高的特異性，脫靶率更低，并且Cpf1能識別富含T堿基的間隔物相鄰基序（PAM)，擴大了CRISPR基因編輯系統的使用范圍。

長非編碼RNA調控學習記憶新機制

中國科學技術大學劉強研究組發現并命名了長非編碼RNA LoNA，揭示了LoNA通過調控蛋白翻譯來影響學習記憶以及阿爾茨海默病的新機制，研究論文發表于Nature Communications。阿爾茨海默癥是典型的以學習記憶障礙為特征的神經退行性疾病，在老年人中發病率很高，但是目前缺少有效的治療措施。研究揭示在阿爾茨海默癥的模型小鼠中敲低LoNA可以顯著恢復核糖體RNA的水平，同時減輕模型小鼠的學習記憶障礙。在小鼠的海馬區特異性敲低LoNA，可以顯著增加突觸相關蛋白的水平，提高突觸可塑性，長時程增強學習記憶行為。該研究為阿爾茨海默癥的治療提供了重要靶點和全新的方向。

小麥A基因組的測序和精細圖譜繪制

中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室、中國科學院種子創新研究院、遺傳發育所基因組分析平臺、華大基因和荷蘭Keygene公司合作，完成了烏拉爾圖小麥材料G1812的基因組測序和精細組裝，繪制出了小麥A基因組7條染色體的分子圖譜，注釋出了41507個蛋白編碼基因。凌宏清研究員、梁承志研究員、王道文研究員和張愛民研究員為共同通訊作者。研究論文發表于Nature。小麥是全球最重要的糧食作物，養活了世界上40%的人口，提供了人類所需熱能和蛋白質的20%。我國是世界上小麥生產和消費大國，常年種植面積為2400萬公頃左右，年產量近1.3億噸。

小麥A基因組7條染色體從禾本科共同祖先基因組起源的演化模型（圖片來源于Nature）

147 Tu 地理分布和人口結構（圖片來源于Nature）

PcG復合體的廣譜招募機制

中國科學院分子植物卓越中心/植生生態所張一婧研究組與德國馬普研究所的Franziska Turck研究組合作通過高通量數據分析揭示PcG復合體的廣譜招募機制，研究論文發表于Nature Genetics。PcG（Polycomb-group proteins)復合體介導的H3K27me3表觀修飾在動植物組織特異性發育過程中具有重要的調控作用。但是其特異性招募機制還不清楚，盡管已有個別位點和協同作用轉錄因子被報道，但是是否存在相對廣譜的招募機制仍然不清楚。該研究證實了TRBs首先結合telobox基序，然后通過TRBs和CLF/SWN之間的相互作用招募PRC2蛋白介導靶基因的H3K27me3修飾，進而抑制靶基因的表達。

種子傳播新機制研究

中國科學院昆明植物所孫衛邦研究員和中國科學院西雙版納熱帶植物園汪正威、文平及華中師范大學的艾輝等合作，通過野外調查、化學分析、觸角電位測定、胡蜂觸角上的蛋白受體確定及系列的行為實驗，解析了大百部種子被胡蜂傳播的機制。研究論文發表于New Phytologist。胡蜂傳播，即種子被胡蜂科昆蟲進行傳播，是蟻播植物中罕見的種子傳播類型。研究揭示：1.胡蜂在大百部種子傳播過程中扮演長距離傳播的角色；2.大百部油質體在模擬昆蟲血淋巴的同時，釋放的嗅覺線索是維持胡蜂和大百部傳播體關系的重要信號；3.胡蜂和螞蟻協作傳播大百部種子的行為可以用來解釋該物種目前的分布格局。

植物多樣性在高寒草地生產力維持過程中起關鍵作用

北京大學城市與環境學院賀金生教授課題組與中國科學院西北高原生物研究所等單位合作，于2011年在青海海北高寒草地生態系統國家野外科學觀測研究站（簡稱“海北站”)，建立了大型的“增溫—降水改變”控制實驗。通過野外實驗，結合海北站連續32年的地面監測以及青藏高原9個站點實驗研究的整合分析，探討了氣候變化對高寒草地植物群落結構和生產力的影響。研究論文發表于PNAS。結果表明，高寒草地植物多樣性在氣候變化下生產力維持過程中起著關鍵作用。更重要的是，高寒草地生態系統并沒有從氣候變暖過程中受益，這和以前的認識完全不同。