科技名刊精選

亞馬遜雨林氣候變化

Nature封面：2016年4月6日于國(guó)際空間站拍下的亞馬遜河鳥(niǎo)瞰圖。Nature雜志第7636期封面文章探究亞馬遜雨林氣的候變率。人們之前并都不清楚亞馬遜雨林在末次冰盛期（LGM）是變得更加濕潤(rùn)還是更加干燥。王先鋒及同事收集了亞馬遜雨林東部天堂洞（Paraiso Cave）中方解石石筍沉積物過(guò)去45000年的氧同位素?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明，在距今約21000年的末次冰盛期，降雨量大約是今天的一半，但在全新世中期（6000年前）的降水量比現(xiàn)今多50%，與全球溫度和二氧化碳的變動(dòng)大體一致。雖然冰期氣候更為干燥，但亞馬遜雨林仍然保存了下來(lái)。然而，雨林在未來(lái)能否繼續(xù)存在仍是個(gè)未知數(shù)。納米比亞“精靈圈”之謎

Nature封面：熱氣球上拍攝到的納米比亞納米布蘭自然保護(hù)區(qū)烏瞰照片。Nature雜志第7637期封面文章報(bào)道了納米比亞“精靈圈”（fairy circle）之謎。納米比亞一些地區(qū)的沙漠草原上規(guī)律分布著內(nèi)部寸草不生的怪圈，它們被稱為“精靈圈”，其形成原因至今仍未可知。Corina Tarnita，Juan Bonachela及同事使用模型模擬方法表明，植物間的尺度依賴反饋與地下社會(huì)性昆蟲(chóng)群落種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的共同作用能為此提供解釋。他們總結(jié)，在全球各地的生態(tài)系統(tǒng)中，或許有多種多樣的生態(tài)自組織機(jī)制在發(fā)揮作用。糾正群體智慧之偏

Nature封面：紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館收藏的杰克遜·波洛克的畫(huà)作《One：Number311950》。Nature雜志第7638期封面文章報(bào)道：“群體的智慧”一直被廣泛當(dāng)作一種民主的確定真相的方法，這在一定程度上是由人們熱哀在線投票程序推動(dòng)。然而，群體并不總是正確，有可能還不甚明智，一部分原因在于掌握專業(yè)知識(shí)的人有限?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種將

“民主”算法和“精英”選擇結(jié)合在一起的策略：前者讓任何人不分資格都可以表達(dá)意見(jiàn)，后者則是與真理相關(guān)聯(lián)的少數(shù)專家的判斷。這種策略選擇的是支持者多于預(yù)期的答案，而不是單純根據(jù)“最多人支持”或“最有信心的”答案做出選擇。人T智能分類皮膚癌

Nature封面：運(yùn)用人工智能簡(jiǎn)化和擴(kuò)展皮膚癌的診斷展示。Nature雜志第7639期封面文章報(bào)告了如何利用人工智能分類皮膚癌。Andre Esteva及同事使用了129450張皮膚疾病的臨床圖像，訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類皮膚病變。他們開(kāi)發(fā)出了一種能使用清晰度與手機(jī)拍攝相當(dāng)?shù)恼掌诸惼つw病變的算法。這一檢測(cè)惡性黑色素瘤和皮膚癌的表現(xiàn)與皮膚科醫(yī)生相仿。作者還提出，這一技術(shù)可作為皮膚癌的一種外觀篩查，在醫(yī)院環(huán)境外應(yīng)用。酶催化的熱適應(yīng)進(jìn)化驅(qū)動(dòng)

Science封面：古老的喜熱酶。Science雜志第6322期封面文章報(bào)道了酶催化的熱適應(yīng)進(jìn)化驅(qū)動(dòng)進(jìn)展。早期生命被認(rèn)為是生活在高溫的環(huán)境中，因此在進(jìn)化過(guò)程中酶需要適應(yīng)逐漸變冷的地球環(huán)境并保持催化能力。研究人員采用測(cè)序重構(gòu)技術(shù)，追蹤了腺苷酸激酶在30億年中的進(jìn)化過(guò)程，發(fā)現(xiàn)它通過(guò)具有熱適應(yīng)性的過(guò)渡態(tài)完成熱適應(yīng)，揭示了主動(dòng)壓力和被動(dòng)漂流對(duì)酶催化的熱適應(yīng)驅(qū)動(dòng)作用。古老的喜熱酶為了適應(yīng)逐漸變冷的地球環(huán)境不得不更換部件，來(lái)保持化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。通過(guò)重建類似數(shù)百億年前的酶，該研究將有助于揭示這個(gè)星球上生命的自然進(jìn)化史。更好吃的番茄

Science封面：基因組學(xué)出手助番茄復(fù)“味”。Science雜志第6323期封面文章報(bào)道了中美科學(xué)家關(guān)于番茄風(fēng)味改良的化學(xué)和遺傳學(xué)路線圖研究成果。番茄既是一種非常受消費(fèi)者歡迎的蔬菜，科學(xué)家研究了“風(fēng)味”這個(gè)能感覺(jué)到卻看不見(jiàn)摸不著的性狀，解讀了番茄基因組9億個(gè)堿基對(duì)、1200萬(wàn)個(gè)變異的大數(shù)據(jù)。揮發(fā)類物質(zhì)不僅本身能通過(guò)嗅覺(jué)直接影響番茄的風(fēng)味，而且能夠通過(guò)增強(qiáng)食用過(guò)程中的味覺(jué)提高果實(shí)的風(fēng)味。通過(guò)分子設(shè)計(jì)育種提高這些揮發(fā)性物質(zhì)的含量，不僅可以避免提高含糖量導(dǎo)致的產(chǎn)量損失，而且能夠開(kāi)發(fā)出更適合糖尿病人群的優(yōu)質(zhì)風(fēng)味番茄。

預(yù)測(cè)和限制

science封面：被復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)繞的水晶球，這些網(wǎng)絡(luò)是預(yù)測(cè)算法結(jié)果應(yīng)用的可視化呈現(xiàn)。Science雜志第6324期封面文章介紹了各個(gè)層級(jí)的決策者都希望了解當(dāng)前的決策對(duì)于未來(lái)的影響；那么，將機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)及人類認(rèn)知結(jié)合起來(lái)是否能夠進(jìn)行這一預(yù)測(cè)是本期封面文章內(nèi)容。社會(huì)學(xué)家以及機(jī)器學(xué)習(xí)群體需要新的分析工具從噪聲中區(qū)分有價(jià)值東西。新的工具是極好的，但是對(duì)軟件包的使用卻不了解它們，往往會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難的后果。機(jī)器學(xué)習(xí)要加入人的因素進(jìn)行平衡，使得人類的理解力滲透到海量的數(shù)據(jù)中去。

證據(jù)之路

Science封面：將數(shù)據(jù)引入政策，聽(tīng)起來(lái)容易做起來(lái)難。Science雜志第6325期封面文章報(bào)道了即使在后真實(shí)（postfactuaI）世界，大部分研究著和官員認(rèn)為科學(xué)激勵(lì)的最好證據(jù)就是影響政策制定，但是意識(shí)形態(tài)，宗教觀念和經(jīng)濟(jì)狀況往往會(huì)使得通向政策的證據(jù)變得復(fù)雜起來(lái)。通往政策制定的證據(jù)之路不是筆直的。例如，大氣中二氧化碳排放增加，如果不加控制的話，大氣溫度會(huì)被提高兩度：但是這些數(shù)字并不能告訴政策制定者減少全球變暖的最佳手段的是設(shè)立碳稅，建立排放交易系統(tǒng)，化石燃料使用限制等等。

農(nóng)林工程

水稻廣譜與持久抗稻瘟病研究

中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所何祖華研究組與合作者成功克隆了持久廣譜抗稻瘟病基因Pigm，并揭示了水稻廣譜抗病與產(chǎn)量平衡的表觀調(diào)控新機(jī)制，研究論文發(fā)表于《科學(xué)》。稻瘟病是由真菌Magnaporthe oryzae引起的，是水稻最重要病害之一，分布在全國(guó)乃至世界各稻區(qū)，可引起水稻大幅度減產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)40%～50%，甚至顆粒無(wú)收，因此我國(guó)水稻新品種審定從2008年開(kāi)始實(shí)行稻瘟病抗性的“一票否決”制?？刂七@個(gè)病害最經(jīng)濟(jì)有效的方法是發(fā)掘和利用新的廣譜持久抗病資源進(jìn)行選育廣譜抗病新品種。利用Pjgm改良選育的品種既有廣譜持久抗病性又不影響最終的產(chǎn)量，該基因已經(jīng)被國(guó)內(nèi)30多家種子公司和育種單位應(yīng)用于水稻抗病分子育種，已經(jīng)有新品種參加區(qū)試和品種審定。

RNA沉默通路參與水稻抗病毒防御

北京大學(xué)蛋白質(zhì)與植物基因研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李毅課題組與中科院遺傳發(fā)育所曹曉風(fēng)院士課題組合作，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)單子葉植物特有、且能夠被病毒侵染所抑制的水稻負(fù)調(diào)控抗病因子miR528，揭示了該miRNA及其調(diào)控的靶基因在水稻與病毒相互作用過(guò)程中的抗病機(jī)制，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該機(jī)制具有廣譜抗病毒功能：相關(guān)論文發(fā)表于《自然一植物》。水稻作為重要的糧食作物長(zhǎng)期以來(lái)受到多種病毒病的侵害，在實(shí)際中缺乏有效的控制方法。該研究成果進(jìn)一步證明水稻AGO蛋白在水稻抗病毒防御中的重要作用，并且揭示了植物抗病毒防御網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜與多樣性，有利于理解宿主通過(guò)RNA沉默抗病毒機(jī)理。

OssGL基因協(xié)同正向調(diào)控水稻耐旱性機(jī)制

中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所夏新界團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)OssGL基因的過(guò)量表達(dá)引起了水稻多個(gè)逆境響應(yīng)基因表達(dá)量及表達(dá)模式的明顯改變：將該基因在雙子葉模式植物擬南芥中異源過(guò)量表達(dá)，也能增強(qiáng)擬南芥植株的耐旱性，相關(guān)論文發(fā)表于《植物科學(xué)前沿》。水稻是世界上最重要的糧食作物，而由于降水模式的年際變化和水稻生長(zhǎng)季節(jié)降水量分布不均等原因，在幾種主要非生物逆境中，干旱脅迫仍是水稻糧食生產(chǎn)和糧食安全最嚴(yán)重的制約因素。據(jù)估計(jì)，水稻生產(chǎn)耗費(fèi)了中國(guó)總用水量的大約一半，每年由于干旱造成的國(guó)民經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)250億美元。1995-2005年我國(guó)因旱災(zāi)造成的糧食減產(chǎn)損失約為每年1500萬(wàn)噸至2500萬(wàn)噸，約為我國(guó)全國(guó)糧食總產(chǎn)量的4%至8%，占因?yàn)?zāi)總損失的55%。

葉綠體核糖體RNA加工分子機(jī)制

中科院植物所盧從明研究組發(fā)現(xiàn)SOT1的PPR結(jié)構(gòu)域能夠特異識(shí)別葉綠體23S-4.5s核糖體RNA前體5末端一段含有13個(gè)核苷酸的序列，并通過(guò)其sMR結(jié)構(gòu)域剪切了該識(shí)別序列的下游序列，從而參與了擬南芥葉綠體23S-4.5s核糖體RNA前體的成熟；相關(guān)論文發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》。RNA操作是目前研究的熱點(diǎn)之一。要實(shí)現(xiàn)精確的RNA操作，需要特異地識(shí)別靶向目標(biāo)RNA分子并對(duì)其進(jìn)行剪切。但到目前為止，這類序列特異的RNA內(nèi)切酶在自然界中還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。因此，尋找一類序列特異的RNA內(nèi)切酶顯得尤為重要。研究結(jié)果證明sOTl具有序列特異的RNA內(nèi)切酶活性，且能夠被人工改造用來(lái)識(shí)別并剪切預(yù)期的RNA底物，可以作為一種RNA操作工具。

農(nóng)林工程

RPA在DNA復(fù)制偶聯(lián)的核小體組裝過(guò)程中的作用

北京大學(xué)蛋白質(zhì)與植物基因研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員李晴研究組發(fā)現(xiàn)單鏈DNA結(jié)合蛋白R(shí)PA通過(guò)結(jié)合組蛋白H3-H4，形成一個(gè)高效的平臺(tái)遞呈組蛋白到新合成子鏈起始核小體組裝，研究論文發(fā)表于《科學(xué)》雜志。染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體，主要由一段147bp DNA纏繞一個(gè)組蛋白八聚體核心約兩圈組成，該八聚體核心包括一個(gè)組蛋白H3-H4四聚體和兩個(gè)組蛋白H2A-H2B二聚體。核小體在輔助因子的作用下一層層折疊，組裝形成高度有序的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)不僅能有效的壓縮和保護(hù)DNA，而且蘊(yùn)藏豐富的表觀遺傳信息，在時(shí)間和空間上精細(xì)調(diào)節(jié)基因組的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制，確保生命個(gè)體的正常發(fā)育。

森林凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸及其同位素的影響

中科院武漢植物園土壤生態(tài)學(xué)程曉莉研究組，在湖北省丹江口庫(kù)區(qū)20年生柏樹(shù)人工林中開(kāi)展了凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸及其同位素的影響研究，發(fā)現(xiàn)短期的凋落物輸入調(diào)控對(duì)土壤呼吸產(chǎn)生了顯著的影響，相關(guān)論文發(fā)表于《應(yīng)用土壤生態(tài)學(xué)》。全球變化，比如大氣二氧化碳濃度上升、氣溫升高、氮沉降加劇等將會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力改變輸入到土壤中凋落物的數(shù)量和質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)土壤呼吸產(chǎn)生影響。土壤呼吸易受到凋落物減少的影響，而對(duì)添加凋落物的響應(yīng)比較遲緩。凋落物輸入調(diào)控主要通過(guò)改變底物質(zhì)量和微生物群落結(jié)構(gòu)來(lái)影響土壤呼吸，通過(guò)改變土壤呼吸組分和土壤微氣候來(lái)影響土壤呼吸同位素。

植物染色體分離和取向研究

中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所韓方普研究組以玉米減數(shù)分裂突變體及玉米特殊的小染色體為載體研究組蛋白H2AT133位點(diǎn)的磷酸化以及相關(guān)激酶，揭示這些復(fù)合物在染色體單體取向和染色體分離中的作用，研究論文發(fā)表于《新植物學(xué)家》。染色體正確分離和精確的取向是保證生物體的發(fā)育、基因組的穩(wěn)定及配子正確形成的前提。植物細(xì)胞有絲分裂在中期染色體形成雙取向，減數(shù)分裂1同源染色體配對(duì)形成二價(jià)體染色體的取向是單取向，減數(shù)分裂11中期染色體形成類似有絲分裂的染色體取向。在植物染色體取向和分離過(guò)程中，具有非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化及調(diào)節(jié)機(jī)制。

植物中一個(gè)全新的印記基因——女?huà)z

北京大學(xué)蛋白質(zhì)與植物基因研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室瞿禮嘉課題組發(fā)現(xiàn)并鑒定了的一個(gè)新的植物印跡基因——NuwA（女?huà)z），該基因?qū)χ参镌缙诎l(fā)育的親本效應(yīng)兼具印記與非印記兩種類型，相關(guān)研究日前在線發(fā)表于《科學(xué)公共圖書(shū)館一遺傳》。植物的印記基因參與早期亞細(xì)胞過(guò)程，揭示了線粒體的母本控制的一個(gè)獨(dú)特機(jī)制。NuwA是一個(gè)擬南芥的必需基因，其功能的缺失導(dǎo)致雌配子體傳遞率下降。其次，NUWA是母本表達(dá)的印記基因。在父本承襲的非常少量的線粒體在胚囊中被全部降解，NUWA的父本等位基因沒(méi)有表達(dá)。在線粒體中起重要功能的由核編碼的NUWA基因，其母本等位基因的特異性表達(dá)模式與線粒體的母系遺傳實(shí)現(xiàn)了完美協(xié)調(diào)。

人體健康

贊美的吸引力

電子科大教授、國(guó)家“千人計(jì)劃”入選者Keith Kend rick研究組通過(guò)一項(xiàng)有116名女性被試參加的研究，調(diào)查語(yǔ)言的使用是否可能影響擇偶。發(fā)現(xiàn)使用比喻性贊美的男性可能被認(rèn)為比使用直白贊美的男性更具吸引力：研究論文發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。被試者輪流給70張統(tǒng)一的男性面孔的吸引力打分，屏幕上會(huì)隨機(jī)給其中60張面孔并附加一句贊美的話，另外10張面孔則沒(méi)有。接著向被試者展示了與之前相同的70張面孔，隨機(jī)混入另外70張對(duì)照面孔，對(duì)照組都沒(méi)有贊美之詞。被試者再次給每一張面孔的吸引力打分，并判斷這些面孔是否眼熟。結(jié)果顯示，與比喻性贊美（如”你的雙眸猶如朝露”）一同展示的面孔比與直白贊美（如“你的嘴唇很性感”）一同展示的面孔更具吸引力，而且贊美外貌比贊美財(cái)產(chǎn)（如“你的花園就像一片花海”）更能提升男性的吸引力。

做夢(mèng)是發(fā)育和學(xué)習(xí)記憶的好幫手

北京大學(xué)化學(xué)生物與生物技術(shù)學(xué)院甘文標(biāo)課題組利用最近建立起來(lái)的一系列成像手段成功的揭示了做夢(mèng)睡眠的奧秘所在，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然一神經(jīng)科學(xué)》。人的一生幾乎有近三分之一的時(shí)間是在睡眠中度過(guò)的，睡眠的重要性毋容置疑。越來(lái)越多的科學(xué)研究也揭示了睡眠的各種作用。做夢(mèng)恰到好處地處理了這個(gè)問(wèn)題，它會(huì)快速地處理掉一部分并不重要的新突觸讓大腦倒出空間來(lái)學(xué)習(xí)其他的東西，但是與此同時(shí)它還會(huì)巧妙地又加強(qiáng)并保存下來(lái)一小部分比較重要的新突觸。如此以來(lái)大腦便通過(guò)睡眠期間做夢(mèng)的這一小段特殊的窗口時(shí)期非常有效率的解決了發(fā)育和學(xué)習(xí)過(guò)程中要選擇性的消除并保存一部分突觸這個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。

臨床病人和健康人群攜帶mcr-1基因大腸桿菌的分子流行病學(xué)及臨床關(guān)聯(lián)性

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院沈建忠院士團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)、浙江大學(xué)和英國(guó)卡迪夫大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)合作，分析了mcr-1陽(yáng)性大腸桿菌在臨床病人及社區(qū)人群中的分子流行特征，確定了引起mcr-1陽(yáng)性大腸桿菌傳播的因素及其所導(dǎo)致的臨床風(fēng)險(xiǎn)，為耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)防控制提供了重要的理論基礎(chǔ)研究成果發(fā)表于《柳葉刀一傳染病》。研究發(fā)現(xiàn)，mcr-1基因在臨床分離大腸桿菌中的轉(zhuǎn)移成功率可達(dá)34.1%，其中有69.0%的菌株表現(xiàn)出很高的轉(zhuǎn)移頻率（10-1～10-3），表明mcr-1具有很強(qiáng)的傳播、擴(kuò)散力。無(wú)論是從廣州還是杭州、臨床病人還是體檢者分離的mcr-1陽(yáng)性菌株，總體表現(xiàn)出多樣化的分子分型，表明臨床上mcr-1陽(yáng)性大腸桿菌感染暫無(wú)克隆爆發(fā)的可能性。

甲肝病毒與中和性抗體復(fù)合物結(jié)構(gòu)

中科院生物物理所饒子和院士團(tuán)隊(duì)和牛津大學(xué)科研人員合作，解析了甲肝病毒與其中和性抗體Fab復(fù)合物精細(xì)三維結(jié)構(gòu)，通過(guò)病毒學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：該抗體不僅能夠阻斷HAV與其受體TIM-1分子的相互作用，還干擾了HAV病毒正常的脫衣殼過(guò)程，揭示了一種“受體模擬”的中和機(jī)制，為抗病毒藥物研發(fā)提供重要信息；相關(guān)論文發(fā)表于《國(guó)家科學(xué)院院刊》。全球每年有140萬(wàn)甲型肝炎病毒（HAV）感染病例，主要暴發(fā)于發(fā)展中國(guó)家。數(shù)據(jù)表明，R10能阻斷HAV分子與TIM-1分子的結(jié)合和干擾HAV脫衣殼的特性，從結(jié)構(gòu)和功能上提出了一種“受體模擬”的中和機(jī)制。

人體健康

消除煙癮的新方法

北京大學(xué)第六醫(yī)院陸林教授課題組實(shí)現(xiàn)了從動(dòng)物研究到臨床試驗(yàn)的成果轉(zhuǎn)化，為尼古丁依賴等病理性記憶相關(guān)精神心理問(wèn)題的有效治療提供了新方法，研究論文發(fā)表于《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志一精神病學(xué)》。尼古丁會(huì)導(dǎo)致大腦的神經(jīng)通路發(fā)生可塑性改變，形成強(qiáng)烈持久的成癮記憶，使尼古丁依賴者持續(xù)存在吸煙欲望，這種欲望會(huì)削弱甚至摧毀戒煙的決心。消除尼古丁依賴者的病理性成癮記憶、降低心理渴求是臨床戒煙成功的關(guān)鍵。在動(dòng)物尼古丁成癮記憶模型中發(fā)現(xiàn)，采用小劑量尼古丁作為非條件性刺激喚起成癮記憶后，再鞏固時(shí)間窗內(nèi)給予普萘洛爾能有效消除動(dòng)物的所有的尼古丁成癮記憶。在吸煙成癮人群中給予非條件性刺激后，在再鞏固時(shí)間窗內(nèi)口服普萘洛爾可以消除吸煙相關(guān)的記憶，能降低多種吸煙相關(guān)線索誘發(fā)的心理渴求。

傷害性熱刺激引起疼痛的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制

中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心張旭院士研究組揭示了傷害性熱刺激引起疼痛的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制，相關(guān)研究成果發(fā)表于《神經(jīng)元》。傷害性刺激溫度（過(guò)熱和過(guò)冷）、機(jī)械和化學(xué)刺激可以引起疼痛和逃避反應(yīng)，從而保護(hù)機(jī)體不再受到傷害。研究發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子13（FGF13）是熱痛的關(guān)鍵調(diào)控分子，揭示了FGF13對(duì)電壓門(mén)控鈉通道Nav1.7的調(diào)控作用是熱痛的全新分子細(xì)胞生物學(xué)機(jī)理。這項(xiàng)研究成果不僅發(fā)現(xiàn)在傷害性機(jī)械與熱感覺(jué)神經(jīng)元中表達(dá)的FGF13選擇性地調(diào)控?zé)嵬?，并且揭示FGF13作用于Nav1.7是熱痛傳導(dǎo)的關(guān)鍵機(jī)制，突破了目前痛覺(jué)理論的概念性認(rèn)識(shí)，并且提供了新的鎮(zhèn)痛藥靶分子。

細(xì)胞屬性轉(zhuǎn)換調(diào)控的新機(jī)制

中科院中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所惠利健研究組揭示了轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)細(xì)胞屬性轉(zhuǎn)換過(guò)程中染色體結(jié)構(gòu)的改變引起ATM-p53途徑的活化抑制了細(xì)胞屬性轉(zhuǎn)換，研究論文發(fā)表于《細(xì)胞研究》。終末分化的成體細(xì)胞屬性維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的不可逆的命運(yùn)決定狀態(tài)。這種細(xì)胞屬性穩(wěn)態(tài)的維持依賴于譜系特異轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)建的表觀遺傳修飾以及細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的調(diào)控，構(gòu)成了細(xì)胞屬性檢查點(diǎn)，如同監(jiān)獄的高墻和鐵絲網(wǎng)。高墻是圍住細(xì)胞的表觀遺傳修飾狀態(tài)，但并非不可逾越。那些在轉(zhuǎn)分化或者去分化過(guò)程中，試圖改變表觀遺傳修飾狀態(tài)的細(xì)胞，會(huì)被細(xì)胞屬性檢查點(diǎn)機(jī)制所抑制，從而發(fā)生死亡或者細(xì)胞增殖抑制。從組織功能角度來(lái)說(shuō)，這是又一層維持細(xì)胞屬性的機(jī)制。

自身免疫病共有易感基因

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院風(fēng)濕病研究所與南卡羅來(lái)納醫(yī)科大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)合作研究發(fā)現(xiàn)易感基因，與多種自身免疫疾病相關(guān)，為系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及原發(fā)性干燥綜合征等自身免疫疾病的治療干預(yù)找到了新靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然一遺傳》。系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎以及原發(fā)性干燥綜合征，都是復(fù)雜的自身免疫疾病，病因與發(fā)病機(jī)制尚未明確。系統(tǒng)性紅斑狼瘡死亡率高。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，會(huì)造成肢體殘疾，影響患者生活質(zhì)量，對(duì)家庭和社會(huì)造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。原發(fā)性干燥綜合征，是一種常見(jiàn)病，因癥狀不被重視，易被漏診或誤診。這些自身免疫性疾病，目前尚無(wú)根治的手段，主要利用激素和免疫抑制劑或者生物制劑等控制和緩解病情惡化，早期診斷和早期治療對(duì)改善預(yù)后有積極意義。

靈長(zhǎng)動(dòng)物

大多數(shù)靈長(zhǎng)類物種面臨滅絕的風(fēng)險(xiǎn)

31位國(guó)際公認(rèn)的靈長(zhǎng)類動(dòng)物學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)對(duì)每一種已知的靈長(zhǎng)類物種進(jìn)行分析，以判斷它們生存狀況的論文發(fā)表于《科學(xué)》的子刊《科學(xué)進(jìn)步》。作者之一是中國(guó)靈長(zhǎng)類學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院西安分院副院長(zhǎng)、西北大學(xué)李保國(guó)教授。該研究揭示：超過(guò)一半的靈長(zhǎng)類物種瀕臨滅絕，而更多物種都存在種群數(shù)量下降的情況。人類最親近的生物當(dāng)前所面臨的問(wèn)題是由人類所導(dǎo)致的，人類的靈長(zhǎng)類親戚遇到了麻煩，靈長(zhǎng)類動(dòng)物生存狀態(tài)比我們預(yù)期的要更加糟糕，呼吁要保護(hù)世界上快速減少的靈長(zhǎng)類（狐猴、懶猴、嬰猴、

眼鏡猴、猴子和猿類）。如果人類不立即采取全球保護(hù)行動(dòng)，在未來(lái)50年靈長(zhǎng)類動(dòng)物的生存環(huán)境將加速惡化，最終導(dǎo)致許多靈長(zhǎng)類動(dòng)物滅絕。靈長(zhǎng)類動(dòng)物的滅絕對(duì)于人類生存的影響是難以估量的。核重復(fù)序列

中科院上海生化細(xì)胞所陳玲玲研究員與上海生科院（健康院）計(jì)算生物學(xué)所楊力研究員在《細(xì)胞》子刊《細(xì)胞生物學(xué)趨勢(shì)》發(fā)表綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了靈長(zhǎng)類（包括人）基因組中特異的Alu短散在核重復(fù)序列（short interspe rsed nucIearelements）在基因表達(dá)過(guò)程中的重要調(diào)控作用。45%的人類基因組序列由轉(zhuǎn)座子來(lái)源的序列構(gòu)成，其中很重要的一部分是短散在核重復(fù)序列。在包括人在內(nèi)的靈長(zhǎng)類基因組中存在一類特殊的SINE序列-Alu序列，其約300 bp長(zhǎng)。其中，人類基因組中包含了超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)的AIu序列，占據(jù)了人類基因組超過(guò)11%的序列構(gòu)成。隨著研究的深入，大量證據(jù)表明Alu在基因組進(jìn)化和遺傳信息的多樣性都發(fā)揮重要的調(diào)控作用。

人類大腦進(jìn)化遺傳機(jī)制研究

中科院昆明動(dòng)物研究所宿兵研究組與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，對(duì)人類、黑猩猩和獼猴3個(gè)物種的大腦前額葉進(jìn)行了大腦全基因組甲基化測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了85個(gè)人類特異的甲基化變化區(qū)域，相關(guān)論文發(fā)表于《分子生物學(xué)與進(jìn)化》。通過(guò)對(duì)多個(gè)靈長(zhǎng)類代表物種（人類、黑猩猩、長(zhǎng)臂猿、獼猴和食蟹猴）大腦樣本的甲基化重測(cè)序，對(duì)發(fā)現(xiàn)的人類特異的DMR進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果顯示，有相當(dāng)一部分DMR集中在基因間區(qū)域，而這些區(qū)域基本上都是H3K4me3標(biāo)識(shí)的轉(zhuǎn)錄活躍區(qū)域：進(jìn)一步的基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域可能通過(guò)影響一些神經(jīng)特異轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合參與神經(jīng)發(fā)育調(diào)控過(guò)程。該研究提示在進(jìn)化中表觀遺傳變化對(duì)人類大腦起源的重要作用。

獼猴中顳葉皮層對(duì)自身運(yùn)動(dòng)方向感知的因果貢獻(xiàn)

中科院神經(jīng)科學(xué)研究所顧勇研究組發(fā)現(xiàn)獼猴中顳葉腦區(qū)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)貢獻(xiàn)于自身運(yùn)動(dòng)方向感知的因果證據(jù)，研究論文發(fā)表于《大腦皮質(zhì)》。研究發(fā)現(xiàn)獼猴中顳葉腦區(qū)在光流刺激中能產(chǎn)生明顯的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，而且該信號(hào)可被下游腦區(qū)加權(quán)整合，并貢獻(xiàn)于自身運(yùn)動(dòng)方向辨別。中顳葉腦區(qū)的神經(jīng)元產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)信號(hào)被讀取的權(quán)重與該神經(jīng)元所受到的周圍抑制程度顯著相關(guān)。我們生活在一個(gè)物質(zhì)豐富的世界，外周物體的狀態(tài)屬性不僅能夠反應(yīng)我們所處的環(huán)境，也能為我們的大腦所利用，從而使我們能夠分析評(píng)估自身所處的狀態(tài)。感知和分析我們自身運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)就是我們大腦利用環(huán)境來(lái)估量自身的一個(gè)典型范例。

靈長(zhǎng)動(dòng)物

恒河猴的自我意識(shí)

中科院神經(jīng)科學(xué)研究所龔能博士團(tuán)隊(duì)與蒲慕明研究員合作，完成經(jīng)過(guò)鏡前視覺(jué)一本體位置偶聯(lián)訓(xùn)練的恒河猴自發(fā)的表現(xiàn)出鏡像自我識(shí)別的能力的研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的恒河猴自發(fā)的表現(xiàn)出鏡像自我識(shí)別的能力，相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》。自我意識(shí)作為人類最重要的高等認(rèn)知功能之一，其神經(jīng)機(jī)制并不清楚，其中一個(gè)重要的限制就是動(dòng)物模型的缺乏。能夠識(shí)別鏡中的自我被認(rèn)為是驗(yàn)證自我意識(shí)的有效手段，鏡前的”標(biāo)記測(cè)試”，即在被試不知情的條件下在其臉上涂上顏料標(biāo)記，看被試會(huì)不會(huì)在鏡子前觸摸和檢查臉上的標(biāo)記，被認(rèn)為是經(jīng)典的檢測(cè)方法，并被用于人類和多種動(dòng)物。之前公認(rèn)的只有人類和少數(shù)類人猿可以通過(guò)鏡像測(cè)試，所以自我意識(shí)被認(rèn)為只在這些高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物中才有。

人類大腦容量變化遺傳分析

中科院昆明動(dòng)物所宿兵研究組對(duì)近期人類進(jìn)化過(guò)程中群體水平腦容量變化進(jìn)行遺傳分析，研究成果發(fā)表于《人類遺傳學(xué)》。腦容量調(diào)控基因cASC5在現(xiàn)代人的起源過(guò)程中積累了8個(gè)氨基酸突變，這些突變?cè)诜侨遂`長(zhǎng)類和古人類（尼安德特人和丹尼索瓦人）中均不存在，是現(xiàn)代人特有的變異位點(diǎn)。其中，2個(gè)突變位點(diǎn)在現(xiàn)代人中已經(jīng)固定下來(lái)，而其他6個(gè)位點(diǎn)在人群中仍然是多態(tài)的。更有意思的是，有4個(gè)多態(tài)位點(diǎn)在東亞人群中呈現(xiàn)高頻率，但在歐洲和非洲人群中頻率很低。進(jìn)一步的分子進(jìn)化分析表明，CASC5基因在東亞人群中受到達(dá)爾文正選擇的作用，但在非洲和歐洲群體中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)選擇信號(hào)。

衰老過(guò)程中神經(jīng)膜上富含DHA的膜微區(qū)和線粒體心磷脂的重要關(guān)聯(lián)

中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所稅光厚研究組運(yùn)用前沿脂組學(xué)技術(shù)，研究了三個(gè)不同年齡階段（幼年、成年和老年）恒河猴的前額葉組織中膜脂變化具體到各種脂肪酰的脂紋譜。通過(guò)對(duì)恒河猴的前額葉膜脂脂肪?；鶎ｍ?xiàng)分析有力地證明恒河猴是一個(gè)合適作為研究人類大腦正常衰老的模型，相關(guān)論文發(fā)表于《Oncotarget》。大腦將大部分能量用于維持膜脂動(dòng)力學(xué)，以保證包括磷脂和鞘磷脂在內(nèi)的各種膜脂的脂肪?；M成的特異性。因此，不同膜脂的脂肪酰基嚴(yán)格的異質(zhì)性對(duì)于維護(hù)膜脂完整和大腦的正常運(yùn)作極其重要。恒河猴，由于與人類基因的高度同源性（約92.5%至95%），在年齡相關(guān)表型上會(huì)表現(xiàn)出高度類似的正常衰老狀態(tài)。y

手斧技術(shù)的歷時(shí)性發(fā)展

中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所李浩與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，對(duì)南非兩處年代跨度較大的阿舍利遺址手斧材料進(jìn)行定量研究，為阿舍利技術(shù)的歷時(shí)性研究提供了定量分析的方法論依據(jù)，相關(guān)結(jié)果于國(guó)際《國(guó)際第四紀(jì)》。以手斧工具為代表的舊石器時(shí)代早期阿舍利技術(shù)體系，是古人類石器技術(shù)史上一個(gè)重要的發(fā)展階段，伴隨著古人類體質(zhì)從直立人到早期現(xiàn)代人的演化，其年代大約從176萬(wàn)年開(kāi)始，延續(xù)至距今20萬(wàn)年左右，部分地區(qū)其延續(xù)的時(shí)間可能更晚。該技術(shù)體系的分布范圍囊括非洲和亞歐大陸的大部分地區(qū)。因此，對(duì)該技術(shù)體系的歷時(shí)性發(fā)展軌跡進(jìn)行探討，能夠?yàn)槲覀兩钊肜斫夤湃祟惣夹g(shù)與認(rèn)知能力的發(fā)展與演化提供重要的證據(jù)。

蛋白科學(xué)

蛋白MFNl片段晶體結(jié)構(gòu)

中山大學(xué)腫瘤防治中心高嵩教授課題組解析了MFNl片段在不同三磷酸烏苷（GTP）水解狀態(tài)下的晶體結(jié)構(gòu)，闡明了MFNl水解GTP的機(jī)制，并提出了MFNl介導(dǎo)線粒體外膜栓連的模型，相關(guān)論文發(fā)表于《自然》。線粒體的融合依賴一種名為mitofusin的蛋白質(zhì)“機(jī)器”實(shí)現(xiàn)。這種機(jī)器錨定在線粒體的表面上，通過(guò)使用一種名為GTP的小分子化合物“燃料”來(lái)實(shí)現(xiàn)不同線粒體的對(duì)接和融合。Mjtofusi n機(jī)器有時(shí)會(huì)因?yàn)榛蛲蛔兌霈F(xiàn)某個(gè)“零件”的故障，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體融合障礙以及相關(guān)人類疾病的發(fā)生。利用x射線晶體衍射等技術(shù)，使mjtofusin形成像白糖和食鹽一樣的晶體進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)，觀察到mitofusin機(jī)器的細(xì)微結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)它通過(guò)消耗GTP燃料可以調(diào)節(jié)自身的構(gòu)造，并兩兩“吸附”在一起。