我國(guó)專家在病毒中發(fā)現(xiàn)朊病毒

中國(guó)科學(xué)家日前在《自然·通訊》雜志在線發(fā)表論文，在病毒中發(fā)現(xiàn)朊病毒，這一發(fā)現(xiàn)或?yàn)榘柶澓ＤY的防治帶來曙光。

朊病毒是一類具有感染性的特殊蛋白，這種蛋白能將某種構(gòu)象在同種蛋白甚至不同種蛋白間傳遞，最終導(dǎo)致所有蛋白都發(fā)生變構(gòu)。近40年來，科學(xué)家們陸續(xù)在動(dòng)物、植物、真菌和細(xì)菌中都發(fā)現(xiàn)了朊病毒。但是，作為自然界中數(shù)量巨大、種類繁多、分布甚廣的生命形式，病毒中是否存在朊病毒一直不為人所知。

受限于朊病毒的預(yù)測(cè)和鑒定手段，2016年以前，人們對(duì)朊病毒的認(rèn)識(shí)局限于動(dòng)物界和真菌界。2016年，麻省理工學(xué)院的研究者在《美國(guó)科學(xué)院院刊》上報(bào)道了第一個(gè)在植物中發(fā)現(xiàn)的朊病毒。2017年，哈佛大學(xué)的科學(xué)家們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志上報(bào)道了第一個(gè)在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的朊病毒。

中國(guó)科學(xué)家在研究桿狀病毒表達(dá)因子LEF-10時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，該蛋白具有不同尋常的聚集行為，這種現(xiàn)象與朊病毒的聚集特征非常類似。通過實(shí)驗(yàn)，他們?cè)贚EF-10中鑒定出一段僅有23個(gè)氨基酸殘基的朊病毒結(jié)構(gòu)域，不同于所有已知朊病毒結(jié)構(gòu)域。在病毒感染的昆蟲細(xì)胞中，高表達(dá)的LEF-10可以從可溶態(tài)轉(zhuǎn)變成聚集態(tài)，進(jìn)而調(diào)控病毒的增殖。

研究人員介紹說，人們很早就發(fā)現(xiàn)皰疹病毒感染與阿爾茲海默癥之間存在某種關(guān)聯(lián)，倘若皰疹病毒也可以編碼朊病毒，那就有可能在人體中誘導(dǎo)阿爾茲海默癥，這或許為阿爾茲海默癥的防治帶來一線新的曙光。

油菜種子含油量調(diào)控基因首次被克隆

1月28日，《分子植物》在線發(fā)表了中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，該團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次成功克隆了農(nóng)作物種子性狀的第一個(gè)細(xì)胞質(zhì)調(diào)控基因orf188，并揭示了該基因調(diào)控油菜種子高含油量的作用機(jī)制。該成果為油菜高含油量育種提供了新途徑，為育種過程中雜交母本的選擇提供了理論支撐，對(duì)于農(nóng)作物不同類型細(xì)胞質(zhì)的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

朊病毒發(fā)現(xiàn)或?yàn)榘柶澓ＤY的防治帶來曙光

含油量是油菜產(chǎn)油量最重要的構(gòu)成因子之一，隨著現(xiàn)代育種對(duì)含油量潛力的不斷挖掘，提高品種的含油量越來越困難。該團(tuán)隊(duì)在油菜含油量遺傳研究的基礎(chǔ)上，從細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)著手對(duì)含油量母體調(diào)控新機(jī)制開展了研究并取得了突破，篩選到兩個(gè)對(duì)含油量具有極顯著細(xì)胞質(zhì)正負(fù)效應(yīng)的品種，鑒定出特異基因orf188控制細(xì)胞質(zhì)的含油量正效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)過表達(dá)該基因可以大幅度提升含油量。研究表明，orf188為nap（naplike）型油菜品種所特有基因，是一個(gè)新近進(jìn)化形成的嵌合基因。

該團(tuán)隊(duì)10余年來圍繞油菜種子性狀的母體調(diào)控進(jìn)行了系統(tǒng)研究，此次對(duì)細(xì)胞質(zhì)基因調(diào)控種子含油量機(jī)理的揭示，是該團(tuán)隊(duì)繼發(fā)現(xiàn)角果皮發(fā)育調(diào)控種子粒重和含油量之后發(fā)現(xiàn)的又一條母體調(diào)控新途徑，進(jìn)一步豐富和完善了種子性狀的母體調(diào)控理論，也為其他農(nóng)作物性狀細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)的解析提供了借鑒。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)精神分裂相關(guān)基因位點(diǎn)

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)來自英美等6個(gè)國(guó)家、20余所研究機(jī)構(gòu)超過1萬(wàn)例影像遺傳學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，通過全腦全基因組范圍的“廣泛搜索”，發(fā)現(xiàn)與青春期大腦殼核體積相關(guān)的基因位點(diǎn)同時(shí)也是精神分裂癥的風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)。該成果近日發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志—精神病學(xué)卷》。該發(fā)現(xiàn)有望幫助科學(xué)家揭示精神分裂癥發(fā)病機(jī)制，為臨床癥狀出現(xiàn)之前的超前干預(yù)研究提供新思路。

精神疾病防治是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的共同難題。據(jù)報(bào)道，在中國(guó)，精神疾病已超過心腦血管疾病和惡性腫瘤，成為醫(yī)療體系的最大負(fù)擔(dān)。

大腦在不同年齡受不同遺傳信息影響，此前的研究未嚴(yán)格控制這一混雜因素，導(dǎo)致重要的遺傳信號(hào)被淹沒。鑒于此，研究團(tuán)隊(duì)選取了14歲健康青少年腦結(jié)構(gòu)影像數(shù)據(jù)，同時(shí)突破了傳統(tǒng)的解剖學(xué)腦區(qū)劃分限制，在全腦全基因組范圍內(nèi)開展無偏的探索性研究，首次找到了青少年大腦結(jié)構(gòu)與基因位點(diǎn)之間最為顯著的關(guān)聯(lián)關(guān)系。同時(shí)針對(duì)該結(jié)果，研究人員進(jìn)一步開展了孟德爾隨機(jī)化分析，發(fā)現(xiàn)了一條基因—大腦—精神分裂癥的新通路。

“這項(xiàng)研究的突破主要基于對(duì)來自全球范圍的多中心影像遺傳學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，這些全維度標(biāo)準(zhǔn)化大數(shù)據(jù)的獲取，得益于多年來我們?cè)谌澜绶秶鷥?nèi)深入開展的國(guó)際合作研究?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人說。

中國(guó)射電觀測(cè)有望達(dá)新水平

據(jù)國(guó)家天文臺(tái)官網(wǎng)消息，1月24日，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）與上海65米射電望遠(yuǎn)鏡天馬望遠(yuǎn)鏡首次成功實(shí)現(xiàn)聯(lián)合觀測(cè)，獲得甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）干涉條紋。

國(guó)家天文臺(tái)FAST團(tuán)隊(duì)與上海天文臺(tái)VLBI團(tuán)隊(duì)合作，利用FAST與天馬望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了條紋干涉實(shí)驗(yàn)，對(duì)致密射電源3C454.3進(jìn)行了聯(lián)合觀測(cè)，利用上海天文臺(tái)處理機(jī)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了條紋搜索。FAST隨著調(diào)試工作的開展性能日趨完善，首條VLBI干涉條紋的獲得，標(biāo)志著FAST具備了參加VLBI網(wǎng)聯(lián)合觀測(cè)的能力。

FAST是世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，而天馬望遠(yuǎn)鏡則是國(guó)內(nèi)最大的全可動(dòng)射電望遠(yuǎn)鏡，兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合觀測(cè)成功意義重大，有望把我國(guó)VLBI網(wǎng)在特定波段的靈敏度水平提升至世界領(lǐng)先水平，有助于科學(xué)家們開展高靈敏度、高分辨率的射電天文觀測(cè)。

科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)相對(duì)論“渦旋刀”

中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在超強(qiáng)超短激光驅(qū)動(dòng)新型光鑷操控粒子束研究中獲重要進(jìn)展。研究在三維PIC模擬中，利用相對(duì)論圓偏振拉蓋爾—高斯激光，首次實(shí)現(xiàn)了新型光鑷——相對(duì)論“渦旋刀”，產(chǎn)生了空間周期性分布的電子團(tuán)簇。這一研究成果近日在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。

研究人員利用相對(duì)論圓偏振拉蓋爾—高斯LG（自旋角動(dòng)量為-1）激光，直接將傳統(tǒng)的弱光領(lǐng)域內(nèi)的“光鑷”拓展到了相對(duì)論激光領(lǐng)域，產(chǎn)生了新型光鑷——相對(duì)論“渦旋刀”，試圖在相對(duì)論新參數(shù)領(lǐng)域重新定義傳統(tǒng)“光鑷”。

研究發(fā)現(xiàn)這種相對(duì)論渦旋刀（電場(chǎng)）可以在每個(gè)激光周期實(shí)現(xiàn)匯聚和發(fā)散，從而可以驅(qū)動(dòng)周期性電子團(tuán)簇產(chǎn)生。研究提出的單粒子模型更好地解釋了模擬實(shí)驗(yàn)中電子團(tuán)簇形成的原因，并發(fā)現(xiàn)這種渦旋刀操控電子的行為依賴于LG激光中的軌道角動(dòng)量參數(shù)和自旋角動(dòng)量參數(shù)。

該論文第一作者告訴記者，該相對(duì)論“渦旋刀”驅(qū)動(dòng)操控的粒子束具有高電荷量、高準(zhǔn)直性的特點(diǎn)，且操控簡(jiǎn)單，更易獲得高品質(zhì)束流，對(duì)粒子加速、超快電子衍射、超快電子成像、加速器中粒子注入、慣性約束聚變快點(diǎn)火、THz和X光輻射源產(chǎn)生等應(yīng)用具有重要意義。

該論文審稿人對(duì)研究結(jié)果給予了高度評(píng)價(jià)：“通過利用LG激光和固體靶相互作用，作者發(fā)現(xiàn)了一種新的現(xiàn)象：作用過程中產(chǎn)生了準(zhǔn)直的電子噴流，利用‘渦旋刀’這種新技術(shù)可以將電子噴流裁剪成超短電子團(tuán)簇。這種電子團(tuán)簇在相干輻射源產(chǎn)生等方面具有潛力?！?/p>

科學(xué)家成功破譯南美白對(duì)蝦基因組

我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年成功破譯凡納濱對(duì)蝦（又稱“南美白對(duì)蝦”）基因組，并獲得高質(zhì)量的對(duì)蝦基因組參考圖譜，研究成果在《自然》雜志子刊《自然·通訊》在線發(fā)表。

科學(xué)家成功破譯南美白對(duì)蝦基因組

對(duì)蝦基因組是世界上公認(rèn)的高復(fù)雜基因組，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)嘗試了從一代到三代的各種基因組測(cè)序平臺(tái)及各種組裝軟件，最終完成了凡納濱對(duì)蝦的全基因組測(cè)序和組裝，并獲得了高質(zhì)量的對(duì)蝦基因組參考圖譜。

通過分析發(fā)現(xiàn)，凡納濱對(duì)蝦共有約24億個(gè)堿基對(duì)。以1-6堿基為單位多次重復(fù)的簡(jiǎn)單串聯(lián)序列（SSR）占對(duì)蝦基因組的23.93%以上，是目前已測(cè)基因組物種中含量最高的，這也是對(duì)蝦基因組高復(fù)雜性的根本原因。此外，科研人員在對(duì)蝦基因組上發(fā)現(xiàn)了兩大結(jié)構(gòu)特征：大量的物種特異性基因和大量的串聯(lián)重復(fù)基因，這可能與對(duì)蝦科的特異性進(jìn)化有密切聯(lián)系。

凡納濱對(duì)蝦作為四大養(yǎng)殖蝦類之首，其全球年產(chǎn)量達(dá)416萬(wàn)噸，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)的凡納濱對(duì)蝦產(chǎn)量占全球的1/4以上。由于種質(zhì)資源匱乏，我國(guó)每年需從國(guó)外引進(jìn)大量凡納濱對(duì)蝦苗種。凡納濱對(duì)蝦基因組的破譯，將有力促進(jìn)我國(guó)對(duì)蝦分子育種和全基因組育種的發(fā)展，產(chǎn)生我國(guó)自主培育的凡納濱對(duì)蝦品種，推動(dòng)我國(guó)種業(yè)發(fā)展。