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发过Nature文章的09候选院士

2009.7.17

  我国的院士评选是从1955年开始的,在正常情况下每两年评选一次。分别由中国科学院和中国工程院评选出中科院院士和工程院院士,合称两院院士。2009年两院院士增选有效候选人分别为296人和449人,其中与生物相关的包括生命科学和医学学部,农业学部等,候选人当中也不乏大家熟悉的一些科学家,为了进一步了解这些科学家,本文将在评选期间陆续介绍候选人的相关情况。

  《Nature》杂志始创于1869年,由Nature出版集团(The Nature Publishing Group,简称npg)发行,影响因子稳定在30以上,其系列月刊杂志的影响因子也相当高,基本代表了本学术的最高水平。因此在《自然》及其系列子刊中发表相关研究进展,也从一个侧面证明了研究成果得到了业内人士的认可。

  ARA研究成果

  来自中国农业大学生科院植物生理学与生物化学国家重点实验室(China State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry)的研究人员确定了一种ABA受体ABAR/CHLH在ABA信号传导中的重要作用,为植物激素研究带来了突破性的进展。这一研究成果公布在本期(10月19日)英国著名杂志《Nature》上,这也是近年来中国农业大学首次在《Nature》杂志上发表文章。

  参予本次研究的包括中国农业大学博士生导师张大鹏教授(通讯作者),沈元月(Yuan-Yue Shen),王小方(Xiao-Fang Wang)和吴福青(Fu-Qing Wu)(三人同为第一作者)。

  脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种天然植物生长激素,被称为植物的“抗逆诱导因子”,这是因为脱落酸能够启动植物的抗逆基因,诱导植物体内的抗逆免疫系统,提高植物对寒、旱、病虫害、盐碱的抗性,同时在调控植物生长发育、提高作物品质等方面也具有重要的生理活性作用和应用价值。

  虽然目前已经发现结合RNA的蛋白FCA是一种脱落酸受体,参与对开花和根的形成的控制,但是有关脱落酸对种子发育和气孔开度(stomatal aperture)的关键性作用过程中脱落酸的受体了解并不多,也没有具体确定受体是哪些。中国农业大学的研究人员之前从蚕豆(broad bean)中识别了一种气孔信号传导的ABA绑定蛋白(ABA-binding protein,ABAR),这种蛋白的基因可以编码Mg离子鳌合酶(Mg-chelatase ,CHLH)的H亚基——这一亚基是叶绿素的生物合成以及植物质体向细胞核信号传导(plastid-to-nucleus)过程的关键成员。

  在这一基础上,研究人员发现拟南芥ABAR/CHLH也可以特异性的结合ABA,并且介导ABA信号传导:对种子萌芽,萌芽后生长以及气孔发育有正调控作用,这说明了ABAR/CHLH是一种ABA受体。除此之外,研究人员发现ABAR/CHLH也是一种在绿色和非绿色组织中普遍表达的蛋白,这也表明ABAR/CHLH也许能在植物整体水平上参予ABA信号传导。

  听觉研究

  2008年5月8日,权威杂志Nature发布新闻,介绍了中国科学院生物物理研究所最新发表的研究成果Ultrasonic frogs show hyperacute phonotaxis to female courtship calls。

  生物物理所沈钧贤研究员曾于2006年在Nature上发表论文,报道了中国凹耳蛙具有特别的发声和定位技能,可与海豚、大象和人类相媲美。本周Nature网络版再次发表沈钧贤等人的研究论文,分析了雌性凹耳蛙Odorrana tormota的超声求偶声,揭示了一个令人惊讶的、发育良好的声通讯系统,这是对急流噪声环境的一种适应。

  求偶声在蛙繁殖中起关键作用。在求偶期间,雄蛙通常占主导,宣告它们精力充沛,而雌蛙倾向于较为被动,偶尔产生弱的回答声,或轻击声音。虽然雌蛙具备显著发育良好的发声系统,但在以雄蛙为主的通讯系统中雌蛙是否产生叫声,至今尚不清楚。沈钧贤及其同事用与计算机连接的超声传声器,在一个安静、黑暗房间里记录了雌蛙的叫声。他们发现,即将排卵之前,雌蛙发出短促而高频的超声信号,明显不同于雄蛙的广告声。然后,他们回放雌蛙叫声来检测雄蛙的反应,发现雄蛙不仅增加了叫声活动,并趋近声源。雄蛙一听到雌蛙叫声,经常调准朝向,以非凡的精确度长距离地跳向喇叭。

  作者认为,凹耳蛙可能进化了这种高频超声系统,成为在嘈杂的栖息地进行明确通讯的一种方法。这是我国凹耳蛙声通讯研究中的又一项重大进展。

  癌症分子机理

  癌症研究一向都是生物科研人员的“宠儿”,但也正因为如此,要想在现有的科学手段,已有的科学结论基础上得出创新性的结论就不是件容易的事。来自北京大学医学部生物化学与分子生物学系尚永丰教授在数年的积累下发现PAX2转录因子是Tamoxifen(他莫西芬,学名是三氧苯胺)引发子宫内膜癌的关键原因之一,这为研究肿瘤病理发生的分子生物学机制和设计用于治疗乳腺癌和子宫内膜癌的更安全药物提供了重要信息。这一研究成果以Article形式刊登在12月15日新出炉的Nature杂志上。

  Tamoxifen三氧苯胺是目前世界上使用最多的一种抗癌药物,可以广泛用于对雌激素敏感的各期乳腺癌的治疗和预防。然而之后的临床应用证明三氧苯胺虽然能够有效的防治乳腺癌,但却有严重的副作用——诱发子宫内膜癌(endometrial carcinogenesis)。子宫内膜癌,即发生在子宫内膜层的恶性肿瘤,是最常见的妇科恶性肿瘤之一,对于三氧苯胺会诱发这一疾病的原因,至今科学家仍无法解释。

  在这一方面尚永丰教授凭借其在性激素相关肿瘤研究领域的多年学术背景,2002年以第一作者身份在Science 杂志上首先发现在子宫内膜细胞中,三氧苯胺可以与转录协同因子相互作用,揭示了三氧苯胺可主动参与基因转录调控。在此基础上,他率领课题组集中研究目标,提出假说:既然雌激素和三氧苯胺都可以结合雌激素受体,并且都可以促进子宫内膜癌的发生,那么子宫内膜癌发生的效应分子极可能存在于受雌激素和三氧苯胺共同调控的靶基因当中。基于这种假说,他们实验证明三氧苯胺不仅影响雌激素相关靶基因的表达,而且调控一系列独特的基因表达,进而发现PAX2基因(paired-box gene,PAX基因)在介导雌激素和三氧苯胺刺激的子宫内膜细胞的增殖和癌变过程中起着关键作用。此外,他们还发现PAX2只在子宫内膜癌细胞中被雌激素和三氧苯胺激活表达,而在正常的子宫内膜上皮细胞中则不能被雌激素和三氧苯胺激活,这种差异是由于与癌症相关的PAX2基因启动子低甲基化(hypomethylation)造成的。这一发现开创性的从分子生物学角度解释了三氧苯胺引发子宫内膜癌的重要分子机理,并为子宫内膜癌的治疗和预防提供了新的思路和药物靶点,更重要的是对肿瘤分子生物学的理论发展也做出了重要贡献。

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