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中国科学家Nature Genetics上发表金丝猴属物种高海拔适应遗传机制研究成果金丝猴属(Rhinopithecus)属于灵长目，猴科，疣猴亚科，包括5个近缘物种：滇金丝猴（R.bieti），怒江金丝猴(R.strykeri )，川金丝猴(R. roxellana)、黔金丝猴(R. brelichia)和越南金丝猴(R. avunculus)。所有物种均被列为红色物种名录濒危物种。除了重要保护生物学价值，金丝猴属物种不仅发展出以树叶为食的特化食性，而且占据了从低海拔到高海拔的生境类型（800-4500m）。黔金丝猴和越南金丝猴分别生活在中国贵州和越南北部的低地山区，滇金丝猴，川金丝猴和怒江金丝猴生活在西藏和中国中部不同的高海拔区域。尤其是滇金丝猴，目前仅存于我国滇藏交界的高寒森林中，海拔高度都在4000米左右， 是除人类外世界海拔分布最高的灵长类动物。金丝猴属物种为研究动物对高海拔环境适应性进化遗传机制提供了很好的动物模型。近年来基因组学，特别是进化基因组学的发展，为系统和整体的揭示自然选择的遗传机制提供了前所未有的机会。云南大学于黎研究员课题组，中国科学院昆明动物研究所张亚平院士课题组， 中国科学院昆明动物研究所陈勇斌课题组、芝加哥大学吴仲义教授课题组、和北京基因组所强强联合，成立联合攻关团队，对金丝猴属物种高海拔环境适应遗传机制开展研究。首先，利用二代Ilumina HiSeq2000测序平台，对一只滇金丝猴进行denovo测序，并与其他哺乳动物的比较基因组分析显示：滇金丝猴中显着扩张基因家族中的基因显着富集在DNA修复和氧化磷酸化过程。此外，对滇金丝猴和猕猴多个组织进行RNA测序和比较转录组分析显示：能量代谢相关组织(心脏和肌肉)中高表达基因富集在与氧化磷酸化和心脏肌肉收缩相关通路。接下来，对同属的黔金丝猴，怒江金丝猴和越南金丝猴各一个个体进行全基因组重测序，并结合已经发表的川金丝猴denovo基因组，通过比较基因组学分析，在三个高海拔金丝猴物种中（滇金丝猴，怒江金丝猴和川金丝猴）发现6个基因中的8个共有氨基酸替换，与肺功能，DNA修复和血管生成相关。对其中与DNA修复相关的CDT1的紫外辐照实验表明突变型相对于野生型具有更强的稳定性。推测突变有助于金丝猴在高海拔环境中对紫外线的抵抗。对与血管生成相关的RNASE4基因检测发现突变型在诱导HUVEC细胞生成管状结构方面具有更高活性。推测突变可能增强RNASE4的血管生成能力，有助于金丝猴适应高海拔环境。最后，对滇金丝猴一个群体（20个个体）和川金丝猴三个群体（26个个体）进行基因组扫描，发现了群体之间的重叠和各群体特异的受选择基因，这些基因与DNA修复，心脏和血管发育，缺氧反应，能量代谢和血管生成相关。本研究基于多层次研究，包括种上和群体的基因组序列分析，转录组和功能实验，发现与金丝猴物种适应高海拔环境相关的遗传机制。以非人灵长类为研究模型，为高海拔适应这一复杂性状提供一个新的和更全面的揭示。

01 摘要 随着人口增长和环境问题的日益突出，对可持续且营养丰富的替代蛋白质来源的需求持续上升。为了应对这一挑战，工业界和监管机构一直在关注如何跟上这个不断变化的市场。基于植物的蛋白质几十年来一直是替代蛋白质来源的首xuan选。然而，为了增加消费者的接受度，仍需要进行大量研究。行业必须考虑这些基于植物的蛋白质的口感、质地、外观和营养成分，以便制定出与传统肉类相当的选择。这一点进一步强调了在新规定和测试协议进入市场时进行多组分测试的必要性。在此，我们介绍了一种测试水分、脂肪、蛋白质、灰分和微量金属（包括金属和盐）的方法，该方法采用高精度技术，适合在线结果快速反馈，以便批次可以发布。这项技术遵循现有的 AOAC 和 FDA 方法学，为替代蛋白质，特别是基于植物的蛋白质，设定了遵循类似协议的先例。+02 引言随着对动物养殖对环境的影响、动物福利以及传统肉类产品的营养质量问题日益关注，基于植物的替代产品正引起人们越来越浓厚的兴趣。然而，让消费者完荃接受基于植物的替代品一直是个挑战。对于生产商来说，复制传统肉类产品的口感和质地被证明是非同小可的难题。尽管各公司致力于确保其提供的产品营养密集且价格合理，但监管机构和标准组织则在努力监控和评估当前分析技术的有效性。从内部近似分析和营养标签测试，到遵循 FDA 对污染物的要求等，与分析替代蛋白产品相关的所有事项仍在探讨中。03 植物基产品的近似分析 除了需满足监管要求外，生产高品质植物基产品还需进行必要的近似分析测试。对原材料、生产过程中及最终产品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量进行准确测定，对于在制造阶段适时调整产品至关重要。尽管外部实验室通过精细的方法分析可提供可靠结果，但由于耗时较长，在产品急于上市的情况下，时间成本显得尤为昂贵。 水分 水分含量对于口感、保质期以及许多产品的一致生产至关重要。由于许多替代蛋白选项旨在复制传统基于肉类的产品，因此模仿动物肉的一致质地极为重要。此外，正确的水分含量确保了更长的保质期，有助于市场可行性。水分分析是一个简单过程，在传统测试中没有太多变化。现有方法非常适合新的和新奇的替代产品；无论是使用烘箱法进行批量干燥，还是使用卤素或 IR 水分天平在 10-20 分钟内获得结果，或者像 CEM 的 SMART 6&trade 这样的微波/IR干燥，在 2 分钟内获得结果，基本方法保持不变。从样品中去除水分含量，然后确定差异。方法理论之间主要的区别是所需的时间和结果的精确度。来自 SMART 6 的结果，一种 2 分钟的水分测试，呈现在表1-4（见文末）中，并与传统的参考方法如 AOAC 950.46 和 934.01 进行了准确性比较。精度可以通过重复样本或范围看出。 灰分 为了模拟动物肉的感官体验，植物基肉类中添加了粘合剂、矿物质、盐、调味料和色素，这些添加剂通常占产品总成分的 0-15%。1随着对口感和质地改进的持续研究与开发，测定新成分添加后剩余的无机材料百分比灰分变得必要。采用如 Phoenix BLACK&trade 这样的微波炉式马弗炉，能够快速升温，使企业能在一个系统中使用多种温度，避免了长时间加热。Phoenix BLACK&trade 的独牛寺设计在于其腔体内的气流，配合 CEM 石英纤维坩埚使用，可以显著减少烧灰所需的时间。如同水分测试一样，传统的烧灰程序可以很好地应用于替代肉制品的测试。然而，在面对更为复杂的技术挑战，如脂肪和蛋白质测试时，我们可能会遇到各种难题。 脂肪 植物基肉类替代产品通常天生脱脂，其脂肪含量较动物衍生产品为低。因此，在加工过程中需添加脂肪或油分。这种添加对纤维结构的形成影响深远，可能导致挤压过程中的问题并对大分子排列产生不利影响。2此外，植物基脂质的熔融特性、化学组成、饱和度、链长、分子性质及整体性质与动物来源的脂质存在显著差异，1这增加了另一层复杂性。尽管如此，脂肪仍是健康、均衡饮食的重要组成部分。脂肪是人体无法自行产生的必需脂肪酸的来源，同时还是吸收维生素 A、D 和E 等必需维生素的必需品。油脂还能增强风味、质地和口感，这对消费者偏好产生极大影响。由于油脂是一种成本较高的成分，对最终产品有很大影响，因此严格控制其含量对于管理成品的总成本以及最终的利润至关重要。 传统动物肉类拥有悠久的验证历史，有大量数据支持已定义的方法。这些脂肪分析方法包括经典的索氏提取参考方法和通过先进技术如 NIR、X 射线和 NMR 进行的快速校准方法。 蛋白质 在比较传统肉类与其植物基替代品时，营养密度是两者之间最大的差异所在。为了提高植物基肉类替代品的总蛋白含量，生产商必须利用水解、发酵、分离和提取的植物蛋白产品。这些经过深度加工的蛋白产品的添加可能会影响味道、气味、外观和质地。3这也正是准确和可重复测试的重要性所在。在经过验证的 Udy 染料结合法的基础上，CEM 创造了全自动化快速蛋白分析仪 Sprint® 。通过使用一种只与蛋白质相互作用的染料结合分子，而非游离氨基酸或非蛋白氮，Sprint 不仅能够为植物基食品的原料提供更准确的蛋白结果，也能够对过程中和最终产品本身进行测定。 对多种植物基肉类替代品的水分、灰分、脂肪和蛋白进行了测试。一式三份的数据呈现在表 1-4 中（见文末），这些表格还显示了通过 AOAC 950.46/934.01、954.02 和 2001.11 获得的水分、脂肪和蛋白的参考结果，以验证快速方法的精确度和准确性。同时，快速获取结果的能力使得可以在生产过程中或作为新产品研发的一部分进行调整。04 植物基产品中痕量金属的分析 植物基替代产品的另一个发展阶段是对质量控制测试的需求增加，如金属探测。像 Prop 65 这样的立法旨在更好地调整食品和其他消费品中的重金属测试。这为消费者提供了安心，确保他们食用的食品是安全的。然而，对于植物基替代产品的制造商来说，这可能是一把又又刃剑。例如，鱼中的汞含量一直是一个长期关注的问题。植物基产品旨在减少汞的问题，同时减轻商业捕鱼对环境的影响，但众所周矢口，植物会从地面吸收金属。因此，与动物基产品相比，植物基产品可能具有更高的金属本底水平。更进一步，制造商可能会引入某些成分和添加剂，这些成分可能会贡献这些升高的水平，所有这些都是为了改变最终产品的外观或味道，使消费者从传统肉类过渡到植物基替代品更加容易。 处理 FDA 及其他立法要求可能较为复杂。CEM 一直是 AOAC 和 FDA 传统食品样品制备和分析方法的关键合作者和参与者。MARS 6&trade 微波消解系统和协议被 AOAC 方法 2015.01 和 FDA EAM 方法 4.7 引用。作为行业令页导者和创新者，CEM 与许多主要的植物基公司合作，就金属测试的适当方法和要求提供咨询，并就如何避免可能导致审计、召回和失去消费者信任的重大错误提供指导。 以下是 CEM 收集的数据简要概述，包括植物基牛肉末、鸡肉条替代品、大豆基热狗和植物基金枪鱼。选择这些产品是因为它们易于获得，可以以最少加工（研磨）的形式购买，或作为一件后来被捣碎以获得更均匀样品的件。作为比较，还测试了三种不同类型的金枪鱼，提供了一种常见的消费鱼类样本的基线比较。基于营养、添加和毒性分析了十四种元素，以提供广泛的分析物范围。还制备并分析了三种标准参考材料（SRMs），以验证分析性能。这些包括 NIST 参考材料，SRM 1568c 米糠、SRM 1547 桃叶和 SRM 1947 密歇根湖鱼。 SRM 元素的恢复率均在 85-100% 之间，验证了方法学（微波消解和分析）。一般来说，四大毒性元素（Pb、Cd、Hg和As）的含量较低，如表 5 和表 6 （见文末）所示，这在消费品中是可以预期的。目前 FDA 没有为食品中的重金属设定限制。然而，如果我们查看世界卫生组织（WHO）对植物材料的允许限制，我们发现铅的限制在 ppm 范围内，而镉是 1.30 ppm。WHO 没有列出砷或汞。与动物基产品相比，植物基产品被发现含有略高的铅水平（但在监管限制内4），但其他四大重金属的含量较低。这与预期一致，由于土壤样本中通常发现高水平的铅。植物基蛋白质将从其生长的土壤中吸收重金属。另外，与传统的金枪鱼样本相比，传统的金枪鱼样本的砷和汞水平显著高于其他测试的植物基替代品，这对金枪鱼来说并不意外。 在植物基样本中的盐分含量（钠、钾和钙）普遍高于传统金枪鱼产品。这些通常是作为替代蛋白产品的调味剂添加的，以帮助它更接近模仿其肉类产品，但也可能因从土壤中吸收而存在。测试的锰、铜、钼和铝在植物基样本中也较高，这同样可能是由于土壤吸收，因为这些元素在土壤样本中非常常见。Mn 和 Mo 也用于各种植物喂养周期（如光合作用和氮固定5），因此在植物中比动物中更为常见。 05 结论 随着配方的发展和市场上出现更多可供选择的替代蛋白来源，消费者接受度和监管机构的监管力度都在增加。这导致了对可靠测试方法需求的增加。准确且及时交付的结果可以在制造和研发过程中节省资金和资源。CEM 产品在食品行业中的应用已超过 45 年，提供了快速且可靠的结果。CEM 致力于替代蛋白行业，正在与他人合作开发、测试和制定规章制度。将传统上用于动物基蛋白源的技术用于植物基蛋白源的独牛寺能力，将有助于平稳过渡到监管要求。06 结论 1.Chen, Q., Chen, Z., Zhang, J., Wang, Q., & Wang, Y. Application of Lipids and Their Potential Replacers in Plant-based Meat Analogs. Trends in Food Science & Technology [Online] 2023.138, 645-654. 2.Ahmad, M., Qureshi, S., Akbar, M. H., Siddiqui, S. A., Gani,A., Mushtaq, M., Hassan, I., Dhull, S. B. Plant-based Meat Alternatives: Compositional Analysis, Current Development and Challenges. Applied Food Research [Online] 2022, 2(2),100154. 3.Kiczorowski, P., Kiczorowska, B., Samolinska, W., Szmigielski,M., & Winiarska-Mieczan, A. Effect of Fermentation of Chosen Vegetables on the Nutrient, Mineral, and Biocomponent Profile in Human and Animal Nutrition. Scientific Reports [Online] 2022, 12(1), 13422. 4.Osmani, M., Bani, A., Hoxha, B. Heavy Metals and NiPhytoextractionin in the Metallurgical Area Soils in Elbasan.Albanian J. Agric. Sci. [Online] 2015, 14 (4), 414-419. 5.Alejandro, S., Holler, S., Meier, B., Peiter, E., Manganese in Plants: from Acquisition to Subcellular Allocation. Front. Plant.Sci. [Online] 2020, 11 (300), 1. 表1. 植物基鸡肉替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表2. 植物基热狗替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表3. 植物基牛肉替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量表4. 植物基金枪鱼替代品的水分、脂肪、蛋白质和灰分含量 表5. 标准参考材料的金属分析 表6. 植物基和传统肉类样品的金属分析

根据中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化项目评审、人才评价、机构评估改革的意见》《基础处2024年度省级科技计划项目组织工作方案》《湖北省自然科学基金管理办法》的要求，湖北省科学技术厅将2024年度湖北省自然科学基金拟立项项目予以公示（详见附件）。拟立项的重点项目共计101项，其中杰青项目62项，群众项目39项。公示期为2024年3月18日至2024年3月22日。2024年度湖北省自然科学基金重点类项目拟立项项目清单序号项目名称项目类型申报单位1针对女性恶性肿瘤的多通道超高灵敏度传感器件群体中国地质大学（武汉）2生物制造启示的材料合成与性能调控群体武汉理工大学3北斗近地空间环境智能监测与防灾应用研究群体武汉大学4压缩空气地下储库刚-柔复合密封层的构建方法与气闭性能群体三峡大学5膜融合相关蛋白质的弱相互作用检测方法与应用群体华中科技大学6城市轨道交通地下结构全覆盖健康监测方法研究群体华中科技大学7区域生态系统碳源汇过程与调控群体中国地质大学（武汉）8大型复杂构件机器人化集群制造群体华中科技大学9加筋结构减缓极端洪水暴雨灾害工作机制群体湖北工业大学10植物配子体发育机制与杂种优势固定群体武汉大学11变化环境下长江流域水资源格局演变与适应性调控群体水利部长江水利委员会12高导电有机高分子材料及储能器件群体华中科技大学13宫颈癌HPV整合精准防治技术的创新和应用群体华中科技大学14肿瘤细胞多胺代谢调控网络中关键蛋白的调控机理与干预研究群体湖北工业大学15复合链生灾害致灾机制与综合风险防控体系研究群体中国地质大学（武汉）16高速硅光芯片的光源异质集成技术群体湖北光谷实验室17多模态人机交互大模型智能计算及应用群体武汉大学18影响多代生育力和健康的环境因素、发生机制及防治技术群体武汉大学19脂肪酸代谢调控肾结石进展和肾小管损伤的机制研究群体武汉大学20稻田面源污染机理与防控群体中国科学院精密测量科学与技术创新研究院21分子聚集态调控的有机余辉成像与诊疗研究及其产业化瓶颈突破群体武汉大学22工业窑炉辐射节能关键材料制备及其服役性能调控群体武汉科技大学23北斗协同精密定位关键技术及应用群体湖北珞珈实验室24野生动物源病毒跨种感染机制和传播规律 研究创新群体群体中国科学院武汉病毒研究所25高效率跨尺度飞秒激光微纳增材制造群体湖北光谷实验室26面向复杂砌筑任务的建造机器人智能感知理论与运动规划方法群体武汉科技大学27猪高效安全基因编辑育种新技术群体湖北省农业科学院28鄂产金丝桃属民族药治疗自身免疫性疾病物质基础的研究群体湖北时珍实验室29超快光谱及其应用研究群体中国科学院精密测量科学与技术创新研究院30跨空海介质光声通信关键技术研究群体中南民族大学31高活性有机聚合物光催化材料重大基础研究群体江汉大学32数据-知识-模型协同驱动的高标准农田基础设施遥感监测方法研究群体华中师范大学33建筑固废碳化资源利用关键技术研究及应用群体武汉工程大学34猴痘病毒疫苗设计及新型药物开发群体湖北工业大学35猕猴桃泛基因组构建及高产优质性状基因挖掘群体中国科学院武汉植物园36中华鲟自然产卵集群效应及繁殖互作机制研究群体中国长江三峡集团有限公司中华鲟研究所37基于PIN三层薄膜电解质构筑低温固体氧化物电池及其工作机理的研究群体湖北江城实验室38利用飞秒多脉冲光谱研究物理化学反应中间态群体湖北大学39高性能多结钙钛矿太阳能电池研究群体华中科技大学40结核分枝杆菌与宿主互作机制研究杰青武汉大学41深部赋水围岩动力灾变机理与稳定性评价方法杰青武汉理工大学42内河智能船舶航行环境感知增强技术研究杰青武汉理工大学43跨精度高能效忆阻存算一体架构研究杰青华中科技大学44病原性真菌葡聚糖合成相关药物靶点的机制研究杰青华中科技大学45量子电路设计与优化的数学理论研究杰青武汉大学46强脉冲电源状态评估与健康管理杰青华中科技大学47靶向脂肪酸代谢治疗心脏移植物血管病变杰青华中科技大学48多模态情感识别与意图理解及其应用研究杰青中国地质大学（武汉）49双功能异相体系中生物质热解成炭机制及功能化调控杰青华中科技大学50脑白质损伤后小胶质细胞免疫代谢的调控机制杰青华中科技大学51多源大宗工业固废基水泥固化淤泥力学性能与增效机制研究杰青武汉大学52四英寸双层MoS2单晶的可控制备和高迁移率电子器件研究杰青武汉大学53肿瘤精准治疗与运输一体化纳米系统的构建及应用研究杰青华中科技大学54分子筛扩散机制研究杰青武汉科技大学55湖北省热浪-干旱复合灾害的形成机理及其碳汇效应杰青武汉大学56基于脂质过氧化的PEDV感染关键基因鉴定及其在猪抗病育种中的应用研究杰青华中农业大学57褐飞虱效应子协同调控水稻抗褐飞虱基因Bph6抗虫性机理与种质创新杰青湖北洪山实验室58长江流域水风光储多能互补系统智能调控研究杰青武汉大学59棉花响应高温胁迫遗传机制解析及育种应用杰青华中农业大学60大型风电场雷击灾害监测与关键防护技术研究杰青武汉大学611/2-调和映照奇点集分层理论杰青三峡大学62水稻耐高温的机制研究杰青武汉大学63原位原子尺度透射电子显微学杰青武汉大学64基于飞秒激光的典型MEMS器件热弹性阻尼效应原位监测及机理研究杰青武汉大学65基于活性油泡界面调控的高独居石混合稀土矿浮选过程强化杰青湖北三峡实验室66基于冠状病毒转录复制机制的抗病毒药物创新研究杰青中国科学院武汉病毒研究所67荧光分子开关光信息存储材料杰青华中科技大学68深地工程链式岩爆灾变机理与智能预警研究杰青中国科学院武汉岩土力学研究所69新体制激光雷达多维光谱成像技术杰青武汉大学70脑转移瘤耐药机制与精准治疗研究杰青武汉大学71基于片上器件的相干布居囚禁冷原子钟关键技术研究杰青中国科学院精密测量科学与技术创新研究院72穿活断层隧道变形破坏机理与灾变防控技术杰青中国科学院武汉岩土力学研究所73靶向脂毒性的脂肪肝炎机制研究与药物开发杰青武汉大学74学习-知识融合的移动边缘网络多维资源安全协同优化研究杰青湖北工业大学75基于界面应变协同效应的覆塑微丝钢纤维提升海工混凝土性能的机理研究杰青武汉纺织大学76肝癌免疫治疗的协同增效策略杰青华中科技大学77基于人工智能大模型的RNA复合物结构与靶向药物预测杰青华中师范大学78复杂稻作系统非CO2温室气体排放调控机制及减排潜力评价杰青长江大学79道路交通基础设施数字化关键技术研究杰青湖北文理学院80低密度钢中非金属夹杂物形成机理及无害化控制杰青武汉科技大学81上转换发光全息光镊成像辅助构建的CRISPR/Cas12a荧光生物传感器及肿瘤标志物高效检测杰青武汉科技大学82核幔边界层异常结构及其动力学效应研究杰青中国科学院精密测量科学与技术创新研究院83非化学计量比镁铝尖晶石轻量材料组成-结构调控及高温服役行为研究杰青武汉科技大学84近红外二区磷光成像探针的设计与肿瘤诊疗应用验证杰青武汉理工大学85W/O/W乳液介导微胶囊“多腔体”结构演变与共装载“异极性”物质协同抗肠道炎症的构效关系杰青武汉轻工大学86突破锌离子电池铁基硒化物正极材料关键性能瓶颈的基础理论研究杰青黄冈师范学院87禁渔湖泊鱼类群落恢复演替机制及生态效应杰青中国科学院水生生物研究所88利用基因编辑技术创制抽穗期广适性的水稻新种质杰青湖北省农业科学院89含卤精细化工场地新污染物多介质跨界面迁移转化与机理杰青江汉大学90莲子主要食用品质形成机理解析及新品种创制杰青中国科学院武汉植物园91基于容性PUF的安全芯片防物理攻击研究杰青湖北大学92爆破振动作用下城区埋地燃气管道结构体系失效机制杰青江汉大学93基于噬菌体载体的通用疫苗平台杰青中国科学院武汉病毒研究所94高稳定柔性锂金属负极结构设计与性能调控杰青江汉大学95m6A修饰调控胆碱代谢在腹主动脉瘤进展中的作用及其机制研究杰青武汉市中心医院（武汉市第二医院）96新型高甜度及强热稳定性甜蛋白Brazzein突变体的分子构建和生物合成研究杰青华中农业大学97缺氧微环境下生物钟基因Bmal1通过HIF-1α/NF-κB信号轴调控牙周炎进展的机制研究杰青华中科技大学98花生持久抗青枯病位点qXKQ候选基因的功能解析杰青中国农业科学院油料作物研究所99传统中药心血管活性肽的发掘与合成杰青中国科学院武汉植物园100水稻纤维素纳米结构形成及诱导产酶机制研究杰青湖北工业大学101基于Argonaute可编程核酸酶的高灵敏动物疫病检测技术研究杰青湖北大学附件：P020240318685679637302.xls