動態(tài)

生物大分子凝聚態(tài)調控細胞命運可塑性

國外學者在解析家族性直腸癌基因APC突變體功能易感性時發(fā)現(xiàn)了APC的重要調控蛋白EB1。但是，EB1如何招募眾多的APC類蛋白（人類基因組顯示約有1000種含SxIP基序蛋白）與動態(tài)變化的β-微管蛋白結合，一直是細胞生物學、生物物理學與分子病理學未解答的問題。對相關問題開展研究，中國科研團隊取得了重要突破。研究成果于北京時間12月20日發(fā)表在國際學術期刊《自然·細胞生物學》（Nature?Cell?Biology）雜志上。

科研團隊在解析細胞分裂微管動力學機制時，于2009年發(fā)現(xiàn)與克隆了一個新穎的EB1結合蛋白TIP150。TIP150含有典型EB1結合蛋白基序SxIP，負責招募微管解聚酶MCAK，在動態(tài)組裝微管的正末端形成催化區(qū)室。在此基礎上，團隊利用活細胞光敏定位超高分辨顯微成像與熒光蛋白互補策略，發(fā)現(xiàn)了柔性區(qū)域堿性氨基酸在EB1二聚化與調控微管動態(tài)性的功能，揭示了EB1第66位賴氨酸動態(tài)巴豆?；揎椗c微管結合的動態(tài)調控機制，及其對細胞分裂紡錘體定向穩(wěn)定性維系的作用機制。

研究人員發(fā)現(xiàn)了EB1蛋白在活細胞動態(tài)微管追蹤過程的液滴表征，利用基因編輯、物理化學模擬堿性氨基酸的豐度與間隔，并結合超高分辨成像，揭示了EB1蛋白的相分離特征與凝聚態(tài)物質基礎，解析了相分離驅動EB1蛋白的微管正端追蹤功能。至此，團隊闡明了EB1蛋白相分離調控紡錘體微管可塑性的物理化學機制，向解析生物大分子凝聚態(tài)調控細胞命運可塑性理論研究邁出了重要一步。.

全球林棲脊椎動物滅絕債務始于第二次工業(yè)革命

中國科研人員用歷史證據(jù)表明全球林棲脊椎動物的滅絕債務始于19世紀中葉，即第二次工業(yè)革命伊始。相關科研成果于近日發(fā)布于生物學期刊《通信生物學》（Communications?Biology）。

據(jù)了解，滅絕債務是指人類破壞生態(tài)系統(tǒng)和導致生活在生態(tài)系統(tǒng)內的物種的滅亡之間存在的幾十年甚至幾個世紀的延遲。由于無法確定物種滅絕債務的信號有多強，以及這些債務是何時開始的，所以尚不清楚全球已建立的保護地是否對緩解物種滅絕債務的累積起到積極作用。

為高效開展生物多樣性保護工作，中國科研人員通過匯編迄今為止最全面的生物、自然地理和生態(tài)數(shù)據(jù)集，揭示了第二次工業(yè)革命的開始是全球林棲脊椎動物滅絕債務已知最早的信號，表明與人類活動有關的生境變化開始帶來延遲的生物多樣性損失。更重要的是，全球保護地對林棲脊椎動物滅絕債務積累的緩解作用并不像對減緩森林覆蓋率那樣立竿見影，而是具有明顯的時間滯后效應。這一現(xiàn)象對于棲息在泰加林和溫帶針葉林中的脊椎動物類群尤為明顯。這表明過去兩個世紀在全球范圍內已建保護地仍需至少幾十年時間來有效地減緩生物多樣性喪失。

由于林棲脊椎動物豐富度和森林棲息地的非平衡態(tài)仍在繼續(xù)發(fā)生，因此，應當積極采取預防措施，在促進森林恢復、保護區(qū)建設和生物多樣性保護策略之間尋找良好的平衡點，以減少為全球林棲脊椎動物債務累積所支付的高額代價。

我國首艘超深水科考鉆探船實現(xiàn)主船體貫通

12月18日，由我國自主設計建造的首艘面向深海萬米鉆探的超深水科考船——大洋鉆探船，在廣州市南沙區(qū)實現(xiàn)主船體貫通，即將下水，標志著我國深海探測領域重大裝備建設邁出關鍵一步。

大洋鉆探船是我國首艘超深水科考鉆探船，隸屬于自然資源部中國地質調查局，設計排水量達4.2萬噸，具備全球海域無限航區(qū)作業(yè)能力和海域超過1萬米的鉆探能力。

作為支撐海洋強國建設的“國之重器”，大洋鉆探船的設計和建造，聚焦解決地球深部重大資源環(huán)境科學問題，具有油氣鉆探和大洋科學鉆探兩大作業(yè)模式，兼具隔水管和無隔水管鉆探作業(yè)方式。此外，這個鉆探船擬配置十大類別先進的船載設備，形成涵蓋海洋研究全領域的九大實驗室，并首次配建國際一流標準的古地磁和超凈實驗室，總體裝備和綜合作業(yè)能力處于國際領先水平。

后續(xù)，大洋鉆探船將開展上建區(qū)域搭載、設備安裝調試、碼頭試驗等工作，預計于2024年全面建成。鉆探船建成后主要承擔國家重大科技項目和國際大科學計劃中的大洋科學鉆探任務。

決定種子活力的表觀遺傳調控機制被揭示

產(chǎn)生高活力的種子在環(huán)境條件合適時迅速萌發(fā)并發(fā)育產(chǎn)生健壯的幼苗是高等植物繁衍的關鍵。然而，目前尚不清楚在種子形成時，其萌發(fā)和胚后發(fā)育的能力是如何產(chǎn)生的。近日，中國科研團隊在《自然·通信》（Nature?Communications）雜志上發(fā)表研究論文，為進一步闡釋種子活力的形成機制提供了基礎。

通過對H3.3完全敲除的擬南芥突變體研究發(fā)現(xiàn)，這個突變體能夠正常產(chǎn)生成熟的種子，且其形態(tài)和種子儲藏蛋白等指標均與野生型一致。然而H3.3突變體種子卻無法正常萌發(fā)，抑或是少數(shù)萌發(fā)的種子也在萌發(fā)后立即停止發(fā)育。分析H3.3在種子染色質上的分布發(fā)現(xiàn)其在成熟種子中具有特異的基因5'端/啟動子區(qū)和基因3'端均富集的分布模式，而在營養(yǎng)組織如幼苗中H3.3僅在基因3'端富集。H3.3對于成熟種子中染色質開放性的形成至關重要，其促進基因5'端/啟動子區(qū)的開放，從而使種子在萌發(fā)時感知環(huán)境及胚后發(fā)育的基因能夠正常表達。此外，H3.3卻在基因3'端抑制染色質的開放性和基因上的異常轉錄?（cryptic?transcription）。

上述研究揭示了植物通過組蛋白變體H3.3在種子中的特異裝配，從而“打開”染色質為其萌發(fā)和胚后發(fā)育做準備的機制。因此，在一定程度上H3.3具有類似先鋒因子在細胞命運調節(jié)中的作用。作為一種替代組蛋白，H3.3在很多植物細胞的分化時均發(fā)生明顯富集。因此，H3.3可能是一個植物細胞命運決定的關鍵因子，對其作用機制的進一步解析將有助于植物再生等重大科學問題的探索。

世界鯧屬魚類物種多樣性和地理分布格局被揭示

近日，中國科研團隊在世界鯧科、鯧屬魚類分類及地理分布格局研究方面獲得新進展，首次揭示世界鯧屬魚類物種多樣性和地理分布格局，相關成果發(fā)表在《海洋科學前沿》（Frontiers?in?Marine?Science）上。

鯧屬魚類廣泛分布于印度—西太平洋熱帶和溫帶海域，是世界及中國重要海洋漁業(yè)資源和經(jīng)濟魚類。中國是鯧屬漁業(yè)資源捕撈和利用大國，其年捕撈量和外貿(mào)進出口總量分別約占全球總數(shù)的75%和80%。然而，由于鯧屬物種間外部形態(tài)極其相似，物種區(qū)分缺乏重要形態(tài)鑒別特征，個別物種模式標本丟失，導致依據(jù)傳統(tǒng)形態(tài)學方法建立的鯧屬物種分類、地理分布及系統(tǒng)演化關系長期存在較大爭議。因此，揭示鯧屬物種多樣性組成及地理分布格局形成與演化歷程，對未來世界及我國鯧科鯧屬漁業(yè)資源的合理開發(fā)和可持續(xù)利用具有重要研究價值。

中國科研團隊在前期研究基礎上，基于分子系統(tǒng)學和物種界定方法，整合全球1497條鯧屬線粒體序列，建立全球鯧屬線粒體序列數(shù)據(jù)集，對印度—西太平洋海域鯧屬物種分類和地理分布進行系統(tǒng)分析，首次揭示了世界鯧屬魚類物種多樣性和地理分布格局，厘清世界鯧屬7個有效物種，即銀鯧、中國鯧、灰鯧、劉氏鯧、珍鯧、翎鯧和素鯧。研究結果表明，過去文獻中報道的鐮鯧應為銀鯧的同物異名。

研究結果還顯示，鯧屬物種多樣性中心在印度—西太平洋中部，包括巽他陸架及南海周邊海域，除素鯧僅局限分布于印度洋沿海外，其余6種均在這個區(qū)域交叉分布。分化時間和生物地理重建結果表明，鯧屬魚類起源于晚中新世的印度—西太平洋中部，與印太交匯區(qū)生物多樣性中心形成時間相近，推測鯧屬起源可能與印太交匯區(qū)生物多樣性中心形成有關。

（責編：李莉）