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脊椎动物内耳

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脊椎动物内耳相关的资讯

  • 华大基因加盟“万种脊椎动物基因组计划”
    深圳华大基因研究院与&ldquo 万种脊椎动物基因组计划&rdquo 联盟(G10KCOS)的科学家联合宣布启动万种脊椎动物基因组一期计划。该计划将依托华大基因先进的新一代测序技术平台、前沿的信息分析和数据处理能力,在未来两年内完成对101种脊椎动物的全基因组测序,解析其遗传密码。   &ldquo 万种脊椎动物基因组计划&rdquo 拟绘制万种脊椎动物基因组图谱,建立哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类等10000种脊椎动物的遗传信息数据库,研究生物多样性和动物进化的机制,为生命科学和全球动物保护提供前所未有的基础资源。该计划现有来自全球的43个研究机构和68位科学家参与其中。   据介绍,全球已公布的正在测序的脊椎动物物种已达120种。华大基因与G10KCOS的各物种的研究委员会(哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类)选择并启动了101种新物种的测序工作。筛选这些物种所依据的重要因素包括物种的特殊进化地位及其系统发育的多样性、是否具有与人类有密切相关的生物学特性、该物种研究团队的综合实力和是否可以得到高质量样品等。华大基因将采用新一代高通量测序技术对这101种脊椎动物进行测序,并构建不同物种间的系统进化树。   华大基因与G10KCOS将共同致力于构建高质量的基因组图谱,提供便于数据浏览的信息平台并促进与基因组学相关各物种的研究。完成对全球221种脊椎动物的全基因组测序将成为向破译1万种脊椎动物基因组宏伟目标迈出的第一步,该项目列表中的物种也将随着收集到的新物种材料及获得的资金支持而不断更新。科学家们将对计划列表中新物种的全基因组序列进行高效的组装、注释和分析,并于全基因组序列完成后的18个月内在线公布相关数据。华大基因与G10KCOS欢迎全球更多的科学家加入,启动更多有价值的新物种的全基因组测序工作,一起实现这个伟大的计划。
  • 朱敏院士团队eLife新成果:原始胴甲鱼揭秘有颌脊椎动物祖先的鳞列格局
    鱼类最显著的特征之一就是体表覆盖的鳞片,这些鳞片承担了防御、进攻、摄食、过滤、感觉、保护躯体免受磨损和防止寄生虫等功能,此外鳞片表面的纹饰和腹侧的结构可以接收并引导水流,减少阻力。鳞片按照一定的生长模式整齐地排成鳞列,此即为成语“鳞次栉比”的出处。鱼类的鳞片是骨质的,属于外骨骼或膜质骨的一部分。鳞片和鳞列形态是对化石鱼类进行分类、推测身体结构、生活方式和彼此亲缘关系的重要证据。 盾皮鱼类是最原始的有颌脊椎动物,因此,学者们很关注它们鳞片和鳞列的形态。完整的盾皮鱼鳞列比硬骨鱼类和软骨鱼类的鳞列更为罕见。云南曲靖下泥盆统洛赫考夫阶西屯组(大约4.1亿年前)是著名的早期鱼类化石产地,其中保存有十分丰富的盾皮鱼类鳞片微体化石。但由于缺乏完整的鳞列,导致这些大量零散保存的盾皮鱼鳞片难以得到分类鉴定,提供的信息十分有限。 胴甲鱼类是盾皮鱼类最原始的分支,处于有颌脊椎动物演化的根部,是一类外形非常奇特的鱼类。它们两眼和鼻子挤在头顶的一个“天窗”内,躯体前半部分被箱形膜质骨甲所覆盖,特别是一对胸鳍也被坚硬的骨片包裹,比起鱼鳍,看上去更像节肢动物的附肢。 胴甲鱼类是最早为科学界所知的古生物类群之一,但早期研究主要集中在中、晚泥盆世较为特化的属种上。上世纪下半叶开始,我国发现的云南鱼类等原始胴甲鱼类掀起了胴甲鱼类研究新的热潮,但直到90年代才发现了保存完整的云南鱼类标本——西屯副云南鱼(Parayunnanolepis xitunensis),至今副云南鱼仍然是云南鱼类中保存最完好的属种。因其原始地位和完整性,副云南鱼成为揭示早期有颌脊椎动物性状演化序列的关键一环。研究团队使用高精度计算机断层扫描(MicroCT)技术,对西屯副云南鱼正模保存的鳞列进行了详细重建,获得迄今最完整的胴甲鱼高清鳞列及鳞片三维形态。 副云南鱼化石扫描结果展示了最原始有颌脊椎动物的完整鳞列。它的背鳍和尾鳍都被厚重的膜质鳞片完全覆盖。扫描显示,副云南鱼鳞片形态具有相当大的分异度,以及复杂的区域分化。同一个体的鳞片在轮廓、膜质骨表面纹饰、冠部比例、覆压方式、大小等形态特征上展现出极大的多样性。此外,沿着身体纵轴向后,鳞片在不同区域展现出不同的梯度特征,特别是侧鳞沿着身体纵轴向后鳞片逐渐变大,这与绝大多数硬骨鱼相反,并且鳞片由彼此强烈覆压(硬骨鱼鳞片普遍特征)逐渐转变为不覆压(软骨鱼普遍特征)。有意思的是,上述鳞列的分化情况在胴甲鱼类进步类群化石中发生了简化,只有在胴甲鱼类的原始类群中才能观察到这些现象。已知鳞片分区的简化也分别独立地发生在软骨鱼支系、硬骨鱼中的肉鳍鱼和辐鳍鱼支系中。因此,副云南鱼就成为了解有颌脊椎动物祖先鳞列格局最重要的一扇“窗口”。 副云南鱼完整鳞列还为鳞片微体化石研究提供了重要资料。研究团队以副云南鱼鳞列为参考,在副云南鱼同一采样点和层位处理、挑样并鉴定出了一批云南鱼类鳞片微体化石。组织学研究表明大多数云南鱼类鳞片不具有发达的中间疏松层(由带血管的骨质构成),这可能代表了有颌脊椎动物鳞片的原始特征。 该研究成果以“Squamation and Scale Morphology at the Root of Jawed Vertebrates”(有颌脊椎动物根部的鳞列与鳞片形态学)为题于2022年6月8日在Nature-index刊物《eLife》上发表,并被遴选为“eLife digest”特别报道。南京大学生物演化与环境科教融合中心博士研究生王雅婧为论文的第一作者,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏院士为论文的通讯作者,该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项的资助。 原文链接:https://doi.org/10.7554/eLife.76661 图1 西屯副云南鱼生态复原图。(杨定华绘)图2 西屯副云南鱼化石照片。(王雅婧供图)A)背视图;B) 右侧视图;C) 左侧视图图3 西屯副云南鱼鳞列三维重建,基于高精度CT。(王雅婧供图)A) 右侧视图;B) 左侧视图;C) 前视图;D) 背视图;E) 分区模式 图4 早期有颌类鳞片演化。(王雅婧供图)
  • 总站发布《水生态监测技术要求 淡水大型底栖无脊椎动物》
    为加快构建全国水生态监测技术体系,统一监测与评价技术要求,中国环境监测总站近日印发了《水生态监测技术要求 淡水大型底栖无脊椎动物》(试行)。 本技术要求规定了淡水大型底栖无脊椎动物的样品采集、保存、运输、分析、质量保证与质量控制等监测要求。适用于以水生态业务化监测和评价为目的的湖泊、水库、河流等水体(不包含咸淡水交汇区)中淡水大型底栖无脊椎动物的监测。填补了水生态监测大型底栖无脊椎动物监测方法空白。 附件列表: 技术要求文本-发布稿-水生态监测技术要求-淡水大型底栖无脊椎动物(试行)-1231.pdf
  • 古脊椎所等在CT数据三维重建和可视化软件开发研究中获进展
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员卢静、澳大利亚国立大学博士生胡雨致,与澳大利亚国家计算中心博士Ajay Limaye,在《皇家学会开放科学》( i Royal Society Open Science /i )上发表了在三维重建和可视化计算机软件开发方面取得的新进展。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " X射线断层成像扫描技术(X-Ray Computed Tomography,X-CT)能无损获取样本的内部结构形态,在古生物学等领域得到应用,这对CT数据的处理,特别是其三维重建和可视化提出了更高的需求。目前,已有若干商业软件支持对CT数据的三维重建,但价格昂贵,且通常并没有针对古生物学、形态学和比较解剖学教学研究要求的特别优化。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 该研究以一组澳大利亚早泥盆世盾皮鱼化石的CT扫描数据为例,介绍了三维成像数据处理软件Drishti最新版本中的执行数据重建分割 i Drishti& nbsp Paint /i 模块, i Drishti /i 软件三个模块之间的关系和交互,以及体积探索、体渲染的应用功能等内容。该研究介绍了一种用于对体积数据进行阈值处理(即梯度阈值处理)的新工具,以及使用3D Freeform Painter工具执行三维分割的新方法。这些新工具和工作流程可以实现更准确,更精确的重建,建模和3D打印。该研究为CT数据的分割和重建提供了新的工具和思路,对于精准分割体数据,优化三维重建,三维模型制作、渲染和3D打印效果具有重要意义。& nbsp /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201033" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 论文链接 /span /a /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/f426dd19-1764-4571-8d53-91cd4d0a6926.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " 图1. i Drishti paint /i 中使用3D Freeform Painter工具对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼头部化石执行三维分割 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/0de4da24-6159-4a47-bfd8-75fc082a4a9c.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / strong br/ /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图2.使用 i Drishti Paint /i 对澳大利亚早泥盆世盾皮鱼颌骨脉管结构进行三维重建& nbsp /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " br/ /p
  • 当古生物遇到新科技
    古生物学是一门古老的学科,已经有两百多年的历史。历史上如始祖鸟、北京猿人等关键化石的发现都填补了生命演化历史的空白。如今,新的观测分析手段,诸如高精度成像与解析技术、分子古生物学技术以及大数据和自动识别等,给古生物学这样的传统学科注入了新的活力,从原有的以及新发现的化石中挖掘出大量前所未知的全新信息,让我们逐渐看清远古时代。高精度成像与解析:无损伤、高精度了解化石内部结构传统上,古生物学家通过肉眼、放大镜、光学显微镜、电子显微镜来观察和研究生物化石外表的宏观和微观结构。但是,生物化石的很大一部分信息量包含在其内部,需要古生物学家通过其他技术手段来揭示。如果化石样本数量很多,可以考虑直接破坏化石,暴露其内部结构。更为常规的手段是通过切片或磨片取得化石某一截面的二维结构信息,如果每个截面之间的距离相等,那么就有可能精确地还原化石内部三维结构,这就是连续切片或磨片。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称“古脊椎所”)张弥曼院士就曾应用连续磨片技术对肉鳍鱼类杨氏鱼的头部进行精细重建,揭示它没有内鼻孔,是原始的肺鱼,从而对寻找登陆鱼类的真正直接祖先作出了突出贡献。不过,这项技术必须经过磨片、素描、蜡片切割和堆叠成模等一系列极为费时而又对精确度要求极高的过程,因此其应用只能局限于数量很多、又非常重要的化石标本,但是这两个要求很难同时满足。张弥曼重建的杨氏鱼的蜡质模型。古脊椎所供图早在20世纪中叶,就有古生物学家尝试用X光“透视”化石,但简单地使用X光照射,只能取得照射方向上的一点模糊内部结构信息,要重建各个方向上的全部三维结构信息,就必须使用断层扫描技术,这有点像无损的磨片或切片。断层扫描(CT)最初在医学和制造业中发展起来,20世纪90年代开始,古生物学家尝试将此技术应用到化石研究中。由于化石比生物体致密得多,且不同化石的物质成分千差万别,直接套用医用CT机器往往很难达到理想的扫描效果,研发古生物研究专用CT就成为迫切需求。在这方面,我国走在了国际前列——2008年,古脊椎所与高能物理研究所和自动化所合作研制了全球首套专门应用于古生物化石研究的高精度CT,包括225kV显微工业CT和450kV通用性工业CT,并于2011年投入使用。这使得古生物学家能够方便、快速、高质量地对不同大小的脊椎动物(含人类)化石及现生生物的内部精细形态和显微结构进行无损检测和重建。应用这套设备,古生物学家迅速取得了一批重要成果,如古脊椎所朱敏团队对早期有颌鱼类内部结构的重建,补充了“从鱼到人”演化史上的关键环节;刘武团队对中国重要人类化石基于CT的研究,定量重建了远古人类的颅内模、内耳骨迷路等精细内部结构。热河生物群是世界级的化石宝库,产出在演化史上极为重要的脊椎动物、植物和昆虫化石,其中许多化石精细、完整地保存了生物体的软组织,如鳞片、羽毛、毛发等的细微结构。可惜的是热河生物群大多数化石来自湖相沉积,保存为压扁的板状,其内部结构信息往往互相叠压,普通CT设备很难对其进行扫描和重建。在国家重大科学仪器设备开发专项支持下,我国研发了首台高分辨板状化石专用X射线显微层析成像设备Micro-CL(Computed Laminography)。这是目前无损检测大型板状标本内部结构的唯一手段,大大满足了古生物学界的研究需求,推动并加快了对热河生物群及其他类似保存状态化石研究领域的工作。这一技术后来在工业领域也得到运用,产生了可观的经济效益。古脊椎所CT设备成果:(上)重建的全颌鱼上下颌;(下)许家窑人颞骨及其3D复原的内耳迷路。古脊椎所供图在此基础上,针对制约成像技术在古生物学中大规模应用的若干难点,如耗时长、机时有限、重建所需的计算机配置高、软件价格昂贵等,我国古生物学者正从多个角度继续探索,攻坚克难。在加强研发的同时,使用新一代适合古生物学研究的商业仪器,可以进一步快速获取高解析度的化石三维结构包括超微结构信息。例如,最近古脊椎所引进的微纳能谱CT,可以同时获得化石内部各成分及其空间分布信息,进一步推动了对化石内部信息的挖掘,而且对于研究化石的形成条件和过程具有重要意义。古脊椎所研究人员还自主开发了免费的专门处理化石及生物体成像数据的渲染处理软件,推动这项技术在学科领域的大规模普及。能量更高、更集中的同步辐射光源是满足成像技术精度和对比度高要求的唯一解决方案。以前古生物学家需要到国外如瑞士、澳大利亚等地的同步辐射光源线站进行扫描,国内的上海光源也提供了一种选择。值得一提的是,正在建设的北京光源(HEPS)突破了国际同类线站的局限性,是世界上最亮的第四代同步辐射光源之一,预计将在2025年底建成并投入使用。按照计划,我国将在北京光源建设全球首个专门针对脊椎动物演化、人类起源与古人类遗存研究的同步辐射光源成像和测试平台,可以实现高灵敏度、强穿透、低剂量、多尺度分辨、无损的3D化石成像。与化石成像技术相伴的还有三维打印技术。随着三维打印价格的下降,这项技术也逐渐得到普及。将数字重建所得的化石内部结构模型三维打印出来,可以方便、直观地对这些结构进行观察研究,以任意放大缩小比例大量制作高精度的模型,用于科研、教学和科普展示。分子古生物学:重建古生物演化历史的重要工具古代生物死亡后,不同的有机物组分保留的时间长短不一,提供的生物的信息不同,而承载生物体内遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA),成为重建古生物演化历史的重要工具。这一研究方法肇始于20世纪80年代,21世纪初期,受益于人类全基因组的发表和高通量测序技术的发展,古DNA领域开始蓬勃发展。斯万特帕博是这一领域的奠基人,开创性地解决了DNA污染问题,搭建了世界上第一个古DNA研究的超净室,并设计出超净室的工作规则。他带领团队重构出尼安德特人的基因组,发现了丹尼索瓦人——首个仅通过古分子证据而确认的已灭绝古人类。2022年的诺贝尔生理学或医学奖也因此颁给了帕博。古DNA提取物中常常包含大量污染DNA,使得测序的大部分DNA分子都是无用的信息,真正有用的常常不到测序数据的1%。对此,古脊椎所付巧妹研究员和迈耶研发应用了DNA捕获技术——通过设计DNA或RNA探针,像钓鱼一样把目标古DNA从海量的污染DNA中“钓取”出来。这项技术广泛应用于人类古基因组研究中,目前超过2/3的人类古基因组数据来自一个叫“1240k”的探针组的捕获数据。DNA捕获技术不仅使得对古DNA的测序效率大大提高,还能有效从一些棘手的样本中得到足够的数据。一个典型的例子是中国古南方人群的基因组研究。中国南方温暖潮湿的环境和当地的酸性土壤都不利于古DNA的保存,使得这片区域的古DNA研究一度处于空白状态。得益于该技术,广西古南方人群的基因组研究揭示了在农业传播之前,东亚和东南亚人群已有大量交流。沉积物DNA分析是一种新兴的古DNA分析技术,可以不再依赖骨骼化石材料而从“土”中提取出古代生物的遗传物质。这种方法弥补了人类化石可遇而不可求的缺憾,极大地扩大了研究对象,打开了研究旧石器考古遗址人群演化的新窗口。2020年付巧妹团队和兰州大学合作,通过白石崖溶洞遗址沉积物,钓取35个样品的242种哺乳动物和人类的线粒体DNA,并使远古人类的DNA得以富集。这些古DNA与遗址的骨骼遗存相印证,证实了犀牛、鬣狗等动物的存在。还揭示白石崖洞的四个地层里有已灭绝的古人类——丹尼索瓦人的线粒体DNA。这是首次在丹尼索瓦洞穴之外的地方发现丹尼索瓦人,是支撑其曾分布广泛的有力证据。利用这种方法,丹麦哥本哈根大学研究人员2022年12月报道了从格陵兰岛冻土中提取到约200万年前的生物DNA,为迄今已知最古老DNA。该研究发现格陵兰岛曾生活着乳齿象、驯鹿、野兔和大雁等动物,不仅有如今还在当地能见到的苔藓、灌木、桦树等植物,还生长着白杨、杉树等如今通常生长在纬度较低地区的树木。付巧妹在研究中。古脊椎所供图自2010年起,古脊椎所建立了国际一流水平的分子古生物学实验室,以古DNA技术为核心,在主攻古人群基因组研究的同时,并行开展动物古基因组、共生微生物及病原微生物演化、古蛋白质研究等衍生研究方向。2016年首次翔实地绘制出冰河时代欧亚人群的遗传谱图;2017年对田园洞人个体进行DNA测序,实现中国地区乃至整个东亚最古老人类的第一个全基因组测序;2018年从末次冰期前后迄今最古老的大熊猫化石成功提取到完整线粒体,揭示大熊猫新的线粒体谱系。2018年建立自动化实验平台后,实验速度快、精确度高、产量高,产出了系列重磅成果,例如,揭示东亚早期现代人的遗传多样性及长时间尺度下动态演化图谱;阐明华夏族群万年来的遗传连续性及不同文化人群的迁徙融合历史;阐述东亚特有适应性基因的选择机制;明确以台湾岛阿美族和泰雅族为代表的南岛语族与福建内陆古人群同源。这些研究更新、补充或修正国际学术界相关学术假说,为阐明华夏族群的形成过程及追溯南岛语族源流等提供了重要科学依据。实验室也在珍稀保护动物(如金丝猴、南方灰狼)演化研究上取得重大新发现,并推广至更多已灭绝动物及濒危动物研究领域。蛋白质包含有丰富的生物遗传进化信息,在化石中留存的时间要比DNA长得多,且可覆盖古DNA目前所无法触及的时间与地域盲区,在人类及其伴生物种的演化研究领域具有广阔的应用前景。例如,已有国际研究团队从180万年前的动物牙齿和超过650万年前的蛋壳中获取古蛋白质。再比如,在炎热潮湿地区,古DNA难以保存,但有研究团队在亚热带的早更新世甚至上新世化石中成功获取古蛋白序列。这方面研究逐渐成为新兴热点,在2019-2020年,学术期刊连续发表的4篇重要成果,解决了夏河人、史蒂芬犀牛、步氏巨猿以及先驱人的系统发育问题,引发国际学界广泛的关注。我国已经加强这方面的布局,围绕重点考古遗址的相关样本开展研究,以期解决科学问题,助力产出重要原创性科研成果。大数据及自动识别:有助于实现化石的自动鉴定随着研究的深入,古生物学从定性描述进入定量的计算,引进统计学模型。研究中越来越关注生物多样性的变化、形态特征的宏演化。在古生物学中系统发育分析规模越来越大,涉及上百个物种,数千个性状。这些研究都涉及大数据,需要高性能计算机的协助。为了建立古生代(约5.4亿年-2.4亿年)海洋生物多样性,南京大学樊隽轩团队遴选了3112个地层剖面、11268个海洋化石物种的26万条化石数据,团队结合了模拟退火算法和遗传算法,自主开发了基于并行计算的约束最优化方法。利用“天河二号”超级计算机,经过反复计算和验证,获得了全新的寒武纪-三叠纪海洋无脊椎动物的复合多样性曲线。近些年来贝叶斯方法在古生物学中广泛运用,但是这种方法对于计算性能要求高,即使使用目前的高性能计算机一次运算也可能需要数周甚至上月的时间。不少古生物研究机构专门购置了高性能计算机,运行专门开发的分析软件。比如,近些年古脊椎所发表的重要成果大多离不开高性能计算机的支撑。近些年科研人员基于深度学习、卷积神经网络,图像识别等等进行探索,以期实现化石的自动鉴定。在古生物学中微体化石的鉴定费时费力,而且很多是重复劳动,但是这一工作在油田钻井、环境研究中却必不可少。我们希望能够实现牙形刺、笔石、孢粉等由人工鉴定转向自动识别。这个领域刚刚兴起,距离成果投入实际运用还有很长的距离。这一工作有广泛的应用前景,建议有关部门以先期投入促进科研的开展;也需要专业的古生物学家建立鉴定准确的图片库以供机器学习,也需要人工智能等多学科交叉,以实现可靠的自动鉴定。(本文作者:邓涛,系中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长、研究员)
  • ECHA对34种物质提起动物实验征询
    9月15日,欧洲化学品管理署(ECHA)网站公布最新提起脊椎动物实验征询的34种化学物质。这一批物质的征询截止时间是10月31日。   根据REACH法规,物质制造商及进口商有义务了解其制造或进口物质毒性反应相关的信息。ECHA为这些物质的危害属性做出评估并确保物质的危害风险得到备案,使物质的生产、制造、使用和废旧处理都得到有效控制。REACH法规同样要求涉及脊椎动物实验的物质新测试方案应只作为最后诉诸办法。   REACH法规第40(2)条规定,为最大化利用现有信息,特别是关于现有脊椎动物实验的信息,ECHA将所有脊椎动物测试方案,主要为法规附件IX和附件X要求的数据节点公布在ECHA官方网站,以征求公众评论意见。每一测试方案公布后,第三方机构有45天的评议征询时间,向ECHA提出“关于此测试方案的物质及危害节点有效信息或研究”。   34种测试方案征询物质如下表所示: 物质身份 提案危害节点 物质名称 CAS号 EC号 tris(2,5,8,11-tetraoxatridecyl) orthoborate ||注: testing proposed with with_B-TEGME (CAS 30989-05-0, EC 250-418-4) 161907-80-8 310-290-3 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Slimes and Sludges, blast furnace and steelmaking 65996-73-8 266-006-2 体内遗传毒性生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) 1,6-bis(2,3-epoxypropoxy)hexane 16096-31-4 240-260-4 亚慢性 毒性 (90天): 经皮 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) orthoboric acid, compound with 2-aminoethanol 26038-87-9 247-421-8 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) 鸟类长期毒性或生殖毒性 Reaction mass of p-mentha-1,4-diene and p-mentha-1,3-diene and dipentene and p-mentha-1(7),2-diene and p-mentha-1,4(8)-diene 931-893-3 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) tetrapropylenebenzene 25265-78-5 246-772-4 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) benzyldimethylamine 103-83-3 203-149-1 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 2,4,6,8-tetramethylcyclotetrasiloxane 2370-88-9 219-137-4 亚慢性 毒性 (90天): 吸入 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Coconut oil, reaction products with polyethylene glycol and trimethylolpropane 640-964-5 体内遗传毒性 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Hydrocarbons, C9-unsaturated, polymerized || Note: testing proposed with phenol, methylstyrenated EC 270-966-8 615-276-3 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Paraffins (petroleum), normal C10 || Note: testing proposed with C9-C14 aliphatic solvents, 2-25% aromatics (HSPA) 64771-71-7 265-232-9 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Reaction mass of 1,3-Propanediamine, N-[3-(tridecyloxy)propyl]-, branched and 1,3-Propanediamine, N-[3-(tridecyloxy)propyl]-, branched acetate 931-295-2 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Reaction mass of Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and Methyl 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl sebacate 915-687-0 体内遗传毒性 Cashew, nutshell liq. 8007-24-7 232-355-4 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代生殖 毒性) 水生生物累积/沉淀 dichloromethylbenzene 29797-40-8 249-854-8 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Amides, fatty acids C18 unsat, reaction products with polyethylene amines || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 1226892-50-7 629-735-0 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Amides, Fatty acids C18 unsaturated, reaction products with tetraethylenepentamine || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 1225197-81-8 630-459-8 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids C18 unsat, reaction products with Pentaethylenehexamine || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 629-732-4 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids C18 unsat, reaction products with polyethylene amines || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 629-742-9 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids C18 unsat, reaction products with tetraethylenepentamine || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 1226892-45-0 629-725-6 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids C18 unsat, reaction products with triethylenetetramine || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 1226892-44-9 629-765-4 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids, C18 unsat, reaction products with diethylenetriamine || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 629-715-1 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Fatty acids, C18 unsaturated, reaction product with ammonia-ethanolamine reaction by-products || Note: testing proposed with Tall oil diethylenetriamine imidazoline (CAS 68442-97-7) 1224966-15-7 629-757-0 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) Alkenes, C21-32 linear and branched || Note: testing proposed with oct-1-ene (CAS 111-66-0) 931-505-2 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkenes, C10-14 || Note: testing proposed with oct-1-ene (CAS 111-66-0) 85681-75-0 288-213-7 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkenes C20+ || Note: testing proposed with oct-1-ene (CAS RN 111-66-0) 931-467-7 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性)生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkenes, C10-13|| Note: testing proposed with oct-1-ene (CAS RN 111-66-0) 85535-87-1 287-479-1 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) icos-1-ene || Note: testing proposed with oct-1-ene (CAS 111-66-0) 3452-07-1 222-374-6 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkenes, C11-12, hydroformylation products, distn. residues 90622-27-8 292-427-6 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkenes, C13-14, hydroformylation products, distn. residues || Note: testing proposed with Alkenes, C11-12, hydroformylation products, distn. residues CAS 90622-27-8 90622-29-0 292-429-7 亚慢性 毒性 (90天): 经口 生殖 毒性 (胚胎 发育 毒性) 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Alkanes, C12-26-branched and linear || Note: testing proposed with Full-range straight run gas oil 90622-53-0 292-454-3 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) Condensates (petroleum), vacuum tower || Note: testing proposed with Full-range straight run gas oil 64741-49-7 265-049-4 生殖 毒性 (二代 生殖 毒性) acetalization products between glucose and C20-22(even numbered)- alcohol|| Note: testing proposed with acetalization products between glucose and C16/18(even numbered)-alcohol 923-835-0 亚慢性 毒性 (90天): 经口 acetalization products between glucose and C16-18(even numbered)- alcohol 927-870-2 亚慢性 毒性 (90天): 经口
  • “动物源病原体的发现及其对人类致病性研究”重大项目结题 取得重要进展
    p   2018年1月19日,国家自然科学基金委员会医学科学部组织由中科院院士赵国屏研究员任组长的11位微生物学、病原学、感染病学及免疫学领域专家,对国家自然科学基金重大项目“动物源病原体的发现及其对人类致病性研究”(项目批准号:81290340)进行结题验收。基金委医学科学部孙瑞娟副主任及相关工作人员参加会议。 /p p   许多野生动物是重要人类传染病病原体的自然宿主,这些病原体一旦接触并感染人类,可能引起严重疾病,形成重大公共卫生事件。研究发现,人们熟知的艾滋病毒(HIV)来自非洲的黑猩猩和大猩猩 登革病毒(Dengue virus)来自埃及伊蚊和白纹伊蚊 严重急性呼吸道综合症(SARS)也称“非典型肺炎”冠状病毒(SARS-CoV)、中东呼吸综合症冠状病毒(MERS-CoV)、埃博拉病毒(Ebola virus)据证都来自蝙蝠 寨卡病毒(Zika Virus)来自非洲伊蚊等蚊虫 来自禽类、猪、马等的流感病毒也可以导致人类罹患流感等等。对动物尤其是野生动物携带微生物和寄生虫等情况进行基础性、前瞻性调查及相关研究,将会对人类传染病的预警及防控提供可靠的理论指导。国家自然科学基金委员会服务国家重大战略需求,于2012年正式立项重大项目,资助我国优秀的科学家团队对动物源性病原体进行了前沿研究。 /p p   重大项目验收会首先听取项目负责人徐建国院士及五个课题负责人石正丽、梁国栋、张永振、曹务春、徐建国研究员对项目及课题结题情况的汇报,在充分交流的基础上,对项目结题情况进行认真评价。专家组认为,项目组经过五年努力,在标本采集、微生物及病原体的发现与鉴定、微生物的进化与致病性等多个方面,取得一批重大研究成果,形成一系列重要论文 研究过程培养了一批高水平专业人才,提升了我国科学家在该领域的学术地位 也支撑了我国相关的重要战略研究和科普宣传,已经并将进一步形成重要的社会影响。具体成果包括:(1)发现和鉴定了一批新的病原体,并在相关技术上取得创新突破。在国际上率先发现和命名了4种新的病原体 在我国首次发现20种新的病原体 发现9种过去认为非致病微生物的致病性 发现已知病原体的新基因型24个、新动物宿主4个,分离和命名了新的细菌10种,利用宏基因组技术发现1640余种新病毒。(2)通过研究病原体与动物宿主关系,提升了对潜在病原体野外宿主谱的认识。发现喜马拉雅旱獭携带已经存在千年的喜马拉雅型蜱传脑炎病毒和喜马拉雅旱獭甲肝病毒。首次揭示了我国蝙蝠、蜱、蚊、喜马拉雅旱獭、秃鹫、广西猕猴等野生动物的病毒谱或细菌谱。(3)前瞻性地提出我国存在潜在新发传染病的风险,主要包括西尼罗病毒、寨卡病毒、SARS样冠状病毒、山羊无形体、艾尔博特埃希菌等的感染。(4)在病原微生物学基础认识上,获得若干具有重要理论意义的创新。主要包括:①获得了SARS病毒可能来源于蝙蝠的更有说服力的证据 ②重新界定无脊椎动物RNA病毒圈,可能会带来病毒分类学的重大变化 ③发现节肢动物可能是RNA病毒进化的“心脏” ④发现RNA病毒从单链进化为双链的新机制等。(5)大量研究成果发表在权威学术期刊及核心期刊上,包括Nature(《自然》),Science(《科学》),New England Journal of Medicine(《新英格兰医学杂志》),Lancet Infectious Diseases(《柳叶刀?传染病》),Nature Medicine(《自然?医学》),Annals of Internal Medicine(《内科学年鉴》),eLife(《e生命》),PNAS(《美国科学院院刊》),PLOS Pathogens(《科学公共图书馆?病原体》)等。(6)培养了一批专门人才,研究成果已获得省部级自然科学一等奖一项、科技进步一等奖一项。部分成果已在中央电视台等国内外重要媒体进行报道。 /p
  • DNA检测技术 野生动物走私案“神探”
    在法医界有一句话,死者能 “开口说话”讲述事件的真相。而在昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心,工作人员通过对野生动物标本与查获的动物及制品进行鉴定,就能判定捕捉、走私野生动物的犯罪行为。这是一只国家二级保护野生动物猕猴的骨骼。记者张悦/摄   为了保护濒危野生动物,科学家和执法人员在餐馆、机场、海关等多个环节围堵可疑的食材、毛皮和动物骨骼制品。但他们都面临同样的问题这些可疑物品的来源,究竟是不是被禁止交易的濒危野生动物。   证据来自野生动物保护司法鉴定结果。在中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心和美国纽约肯尼迪国际机场,科学家和执法人员都在采用相同的手段对可疑动物制品进行DNA鉴定。通过这项技术,科学家们能轻而易举地辨别出这些动物的种类和栖息地、查获的物品是否来自被保护的野生动物,结果一目了然。(第二三四页进行 详细解析)    鼠类标本   蝙蝠标本   如今,DNA鉴定这个词对于人们来说已经不陌生了。除了用于人类亲子鉴定外,DNA鉴定还被广泛用于其他的身份识别,如空难、海难罹难者的身份辨认等,DNA鉴定具有不可替代的精确性。可是你知道么?这项技术也同样被应用在野生动物上,这就是所谓的野生动物司法鉴定。   野生动物司法鉴定有什么意义?近日,本报记者走访了云南省唯一的野生动物司法鉴定中心中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心,为你揭开野生动物司法鉴定之谜。   昆明1990年已开展野生动物司法鉴定   今年8月,昆明市森林公安局成功查获了一起非法收购、运输、出售犀牛角和鹿茸的案件,缴获犀牛角15块575.4克、鹿茸切片4000克,抓获犯罪嫌疑人2名。在这起案件中,野生动物司法鉴定起到了重要的作用。   8月2日,昆明市森林公安局接到昆明机场派出所报称,东方航空公司在例行安检时发现一航空快件内装有动物制品疑似物。昆明市森林公安局立即依法扣押了该批疑似物,并委托中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心进行司法鉴定。   经鉴定,该批疑似物为印度犀的犀角和水鹿的鹿茸片。其中,犀角片15块重575.4克,印度犀为《濒危野生动植物国际贸易公约》的附录-Ⅰ物种(相当于国家一级重点保护野生动物) 水鹿属国家二级重点保护野生动物,鹿茸片重4000克。随后,昆明市森林公安局依据昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心提供的鉴定报告进行立案,并移交昆明市检察院和法院依法追究犯罪嫌疑人的刑事责任。   猕猴标本   那么,昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心是个什么样的机构以及是如何进行司法鉴定的呢?  据司法鉴定中心的王副主任介绍,中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心,是2006年经云南省司法厅核准成立的云南首家有资质的专门从事野生动动司法鉴定的机构。其实从1990年起,昆明动物研究所就已经开始了野生动物的司法鉴定工作,20多年来一直协助云南及其国内不少省区的林业、药材、外贸等单位进行野生动物的物种鉴定和业务咨询,同时接受委托,协助海关、林业、公安、法院、检察院等单位,进行野生动物的司法鉴定。   司法鉴定中心的鉴定人员通常需要鉴定的是野生动物的皮毛、骨骼、肉、角、牙制品、药材、工艺品、药酒等,涉及的动物种类包括兽类、鸟类、两栖类、爬行类、鱼类、昆虫和部分无脊椎动物等。司法鉴定人员可从送检物品的形态、颜色、斑纹、气味、材质等方面进行辨认、比对,也可从血液、毛发、肌肉等进行取样,通过DNA扩增、基因测序等,对其进行分子生物学基因分析,最终确定其物种、产地 再根据相关的法律、法规对其保护等级和涉案价值作出司法鉴定,为司法部门对刑事或民事案件涉案人员的量刑和或判别提供依据。   云南作为野生动物物种资源最丰富的省份,野生动物中鸟类有820多种,占全国的66%以上 兽类325种,约占全国的50%。保护动物种数超过国家重点保护动物种数的一半以上。不法分子走私、盗猎、买卖野生动物的现象十分猖獗,是全国的重灾区之一。打击野生动物的刑事犯罪,已成为我省执法部门的重要任务之一,而野生动物的司法鉴定,是执法部门判定涉案人员罪状和量刑的重要根据。因此,野生动物司法鉴定显得越来越重要。   到目前为止,经中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心鉴定过的案件包括来自云南、广西、四川、深圳、黑龙江、浙江、山东和新疆的案件已达1300多件,为打击走私、保护野生动物做出了重要贡献。      中国科学院昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心存放着大量野生动物标。    蛙类标本   动物司法鉴定被广泛应用   “目前,动物司法鉴定已经被广泛应用。”王副主任说,随着对这项技术的推广,越来越多的刑事、民事案件中,都运用到了动物司法鉴定。   据王副主任介绍,昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心还曾为一桩重大杀人案提供了重要的线索。当时案件中的凶器是一把用动物骨骼做刀柄的刀,经从刀柄内提取DNA样品进行DNA分子测序,确定了刀柄骨骼的物种和产地。公安机关通过鉴定报告提供的线索对凶器的来源进行追踪,最终将此案侦破和结案。   “协助相关部门打击走私、贩卖野生动物的非法行为是我们工作的重要内容。除此之外,我们还为个人做过一些鉴定。”王副主任提起了2009年发生在四川省凉山州冕宁县彝海乡大盐井村的一起物权纠纷:   大盐井村的村民向来都有自由放牧的习惯。每年4月草木复苏时节,村民都爱将自己养的牛羊散放在水草丰茂的山上。   2008年4月,大盐井村村民吉则以期将自家的五头牛赶上山放养,但同年9月上山赶牛回家过冬时,其中的一头却不知去向。2009年2月中旬,吉则以期在村外看到一头和自家丢失的一模一样的小牛,于是把小牛牵回了家。   正当吉则以期一家为小牛失而复得高兴时,同村的安呷克补一家却为放养在村外的小牛不见了而揪心。多方寻找后,安呷克补家发现“自家”的小牛进了吉则以期家的牛棚。由于吉则以期和安呷克补两家母牛的外形在小牛身上都能找到影子,一时间,大家都无法判定到底谁才是小牛的母亲。于是,双方闹上了法庭。   随后,冕宁县人民法院委托昆明动物研究所野生动物司法鉴定中心为小牛做DNA亲子鉴定。经鉴定,小牛与吉则以期家的母牛存在亲子关系,即小牛为吉则以期家所有。真相终于大白。   “这只是一个开始。近5年多来,我们已相继为不少省区进行了10多起大家畜的民事案件的亲子鉴定。”王副主任说,随着打击野生动物走私活动开展和科学技术的发展,动物司法鉴定会被越来越多的人认知,这项工作也会在更多方面发挥它不可替代的重要作用。
  • 监测前沿交流 | 高风险的微污染物——多重人为胁迫增加了大型城市淡水生态系统的风险
    第一作者:陈苗通讯作者:金小伟、徐建通讯单位:中国环境监测总站、中国环境科学研究院图片摘要成果简介近日,中国环境监测总站金小伟教授级高工团队与中国环境科学研究院徐建研究员团队合作在环境领域著名学术期刊Journal of Hazardous Materials上发表了题为“Micropollutants but high risks: Human multiple stressors increase risks of freshwater ecosystems at the megacity-scale”的研究论文。该文研究了大型城市(北京市)淡水生态系统中包含农药、PPCPs、非法药物和工业化学品在内的133种微污染物对不同营养级水生生物的生态风险,考查了不同空间尺度土地利用对生态风险的影响,并利用结构方程模型(SEM)分析了多重胁迫对微污染物生态风险的效应,定量了人类活动和气候条件对微污染物风险效应的相对权重。该结果说明淡水生态系统中微污染物的生态风险不可忽略,气候、土地利用、水文条件等因素均会影响微污染物的生态风险,在进行水域管理时必须综合考虑多重胁迫因素。引言人类世以来,淡水生态系统越来越多的受到人类活动的直接或间接影响。气候变化、水文调节、土地利用和化学污染物是威胁河流生态系统结构和功能的主要因素。同时,随着土地利用和城市化的加剧,许多淡水生态系统正面临着生物多样性丧失和功能改变。除土地利用外,水环境中的有机微污染物也因其普遍分布和潜在的生态风险而引起广泛关注,长期接触微污染物会对水生生物和人类健康构成重大风险。在流域尺度的自然环境中,多种复杂的胁迫因素相互作用,对淡水生态系统造成破坏,很难确定其主要驱动因素。已知有机污染物与城市、耕地等人类土地利用有关,然而,以前的研究侧重于定性探索,缺乏对土地利用与多种微污染物暴露模式或生态风险之间的定量研究。以往对流域微污染物的研究主要集中在环境暴露、毒性和潜在生态风险。部分研究侧重于单一类别微污染物或某类污染物与土地利用之间的定性关系,而忽略了土地利用的多尺度影响。先前的研究没有确定土地利用和气候条件对多类型微污染物风险效应的相对权重。本研究主要关注大型城市淡水系统中微污染物的分布模式、生态风险及其受气候和人类活动的影响效应,特别是土地利用的多尺度效应及多重胁迫的影响,以期为流域尺度水域治理和管控提供有效的保护策略。图文导读微污染物的分布特征图1 北京市地表水中13类微污染物的浓度(a,*:P0.05)及在不同区域的分布(b,d.枯水期;c,e.平水期),不同字母表示显著差异(P0.05)微污染物的浓度总体表现为新烟碱农药(NEOs)有机磷酸酯(OPEs)抗病毒药(ANVIs),枯水期平均浓度分别为483、225和150 ngL−1。不同行政区域和河流中微污染物的分布和相对组成不同。南部区域的浓度明显高于北部区域,这与人类活动和污水处理厂分布显著相关。微污染物的生态风险图2 不同类别微污染物对不同营养级水生生物造成风险的比例(a.枯水期,b.平水期)。根据平均浓度(c)和最大浓度(d)确定的优控污染物(TUs1)在平水期,96.7%、100%和100%区域的藻类、无脊椎动物和鱼类受微污染物的慢性影响,这一比例高于枯水期(分别为41.7%、98.3%和100%)。在平水期,8.3%、33.3%和1.7%区域的藻类、无脊椎动物和鱼类处于高风险,而枯水期的比例分别为11.7%、3.3%和0%。有机磷农药(OPPs,杀虫剂)、三嗪类农药(TPs,除草剂)和OPEs占鱼类、藻类和无脊椎动物风险的最大比例,在枯水期分别占47.9%、46.6%和 56.5%。与平水期相比,不同的是拟除虫菊酯对鱼类风险的占比最大(图2a-2b)。这些结果表明,微污染物是威胁水生生物和生态系统的重要因素。根据微污染物的平均浓度,对其生态风险进行排序(图2c-2d)。18种微污染物被确定为优控污染物,其中高风险和中风险分别有7种和11种。TU分别为445.9、300和182.4的λ-氯氟氰菊酯、六嗪酮和磷酸三(2-乙基己基)酯(TEHP)的风险最大,验证了农药和OPEs的潜在风险。此外,敌敌畏、吡虫啉、毒死蜱和三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)表现出较高的环境风险。该优控清单有助于管理和控制北京市甚至其他类似大型城市地表水中的微污染物。不同空间尺度土地利用对生态风险的影响图3 枯水期(a、b和c)和平水期(d、e和f)河岸带不同尺度(0.1~15km)内耕地、不透水表面和植被地与藻类、无脊椎动物和鱼类生态风险的关系研究了不同空间尺度土地利用对不同营养级水生生物慢性风险的影响(图3)。当河岸带缓冲区分别超过5 km和2 km时,耕地对无脊椎动物和藻类的慢性风险有显著影响(p0.05),相关系数(R)呈现先增加后减少,然后再增加的趋势(图3a)。在所有空间尺度(0.1~15 km)的缓冲区中,不透水表面对藻类、无脊椎动物和鱼类的慢性风险显示出显著影响(p0.05)(图3b和3c),平水期影响最大的是缓冲区范围分别为1 km、2 km和5 km(图3e)。对于植被地,所有尺度缓冲区的土地利用(宽度为0.1 km的缓冲区除外)对慢性风险表现出显著的负效应(p0.05),并且最大的相关系数位于不同的空间尺度上(图3c和3f)。河岸带缓冲区中大于2 km的土地利用类型对三类水生生物的慢性风险有显著影响,表明太宽泛的河岸带缓冲区范围并不能解释当地的污染状况。在规划土地利用策略时,必须考虑最佳河岸带缓冲区,这有利于以较低成本获得理想的生态效益。图4 结构方程模型显示的气候条件和人类土地利用对藻类、无脊椎动物和鱼类慢性风险的直接和间接效应(a)及相应的直接效应、间接效应和总效应系数(b)利用SEM确定了人类土地利用和气候条件对三种不同营养级水生生物生态风险的直接和间接效应(图4,χ2=14.784,df=17,CFI=1,RMSEA=0.000)。人类土地利用对水质参数(WQPs)和新污染物浓度有显著的正效应,尤其是对NH3-N(标准化路径系数β = 0.40, P0.05)、OPEs(β = 0.91, P0.001)、OPPs(β = 0.69, P0.05)和大环内酯类抗生素(MACs)(β = 0.87, P0.01)。此外,气候条件对WQPs和新污染物的浓度有轻微的直接效应,气温和降雨量分别与三类生物的慢性风险呈正相关和负相关关系。OPPs受到人类土地利用的正效应(β=0.69,P0.05),在无脊椎动物的慢性风险中起着主要作用(β=0.75,P0.001)。同样,OPEs受到人类土地利用的正效应(β=0.91,P0.0001),并且人类土地使用对藻类的慢性风险有很高的效应值(β=0.027,P0.05),总磷和NH3-N两种营养物质分别对无脊椎动物的慢性风险有显著的负效应和正效应,其标准化路径系数分别为-0.40(P0.001)和0.26(P0.05)。人类土地利用对新污染物构成的风险具有正的总效应,而降水具有负的总效应(图4b)。且人类土地利用的总效应大于气候条件的总效应,表明人类土地利用对新污染物造成生态风险的贡献更大。经济的显著增长和城市化率的不断提高,改变了大型城市的空间结构及微污染物对淡水生态系统的影响。结果表明,反映人为压力源的土地利用可以作为解释不同营养级物种慢性风险的重要驱动因素。小结对大型城市淡水生态系统中133种微污染物进行了分析和风险评估,发现除草剂、OPEs和杀虫剂分别对藻类、无脊椎动物和鱼类的风险最大。确定了18种优控污染物,该清单可能有助于大型城市的微污染物管理和控制。不同空间尺度土地利用对不同营养级水生生物的慢性风险效应不同,其结果对规划土地利用管理和流域生态保护具有重要意义。多重胁迫因素,包括气候条件、污染排放,尤其是人类土地利用,影响着微污染物的生态风险。在控制流域内的微污染物时,有必要同时考虑这些多重因素。然而,气候变化是一个复杂而长期的影响,它与污染物之间的相互作用可能在短期内不明显。未来的研究可以更多地关注微污染物与长期气候变化之间的相互作用。淡水生态系统中多重压力源的相互作用仍然存在很大的不确定性,在以后的研究中应该重视这些相互作用的机制研究。本项目得到了国家自然科学基金委和国家重点研发计划的资助。
  • 张弥曼院士获“世界杰出女科学家成就奖”
    p   11月13日,联合国教科文组织宣布,来自中国、阿根廷、加拿大、南非和英国的五位优秀女科学家获得了2018年度欧莱雅–联合国教科文组织“世界杰出女科学家成就奖”。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、中科院院士张弥曼因其在化石记录方面的开创性工作给全球带来了对水生脊椎动物如何适应陆地生活的洞见而获此殊荣。 /p p style=" text-align: center " img width=" 300" height=" 429" title=" timg (1).jpg" style=" width: 300px height: 429px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/13b16f93-10f9-4c2e-bf91-974f10cbc471.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 中科院院士 张弥曼( /strong strong 照片来自于网络 /strong strong ) /strong /p p   “世界杰出女科学家成就奖”(L’Oré al-UNESCO For Women In Science Awards)由联合国教科文组织与欧莱雅集团于1998年设立,每年授予各大洲共5位为科学进步做出卓越贡献的女性,旨在科学领域推动性别平等。该奖在基础科学和生命科学两个领域隔年交替评选,2018年度评选领域是生命科学。独立评审团由国际科学界10位知名人士组成,今年的评审团主席是2009年诺贝尔生理学或医学奖获得者伊丽莎白· 布莱克本(Elizabeth H. Blackburn)。 /p p   张弥曼曾任古脊椎所第三、四任所长,是蜚声世界的古鱼类学家,她是英国林奈学会外籍会士、瑞典皇家科学院外籍院士,曾于2011年和2015年分别荣获芝加哥大学、美国自然博物馆吉尔德研究生院荣誉博士学位,2016年获国际古脊椎动物学界最高奖-罗美尔---辛普森终身成就奖。张弥曼是继中科院物理所研究员李方华(2003)、香港科技大学教授叶玉如(2004)、香港大学教授任咏华(2011)、中国科技大学教授谢毅(2015)后第五位获得该荣誉的中国女性科学家。她将于明年3月22日在巴黎获颁此奖,并庆祝该奖项设立20周年。 /p p /p
  • 科学家首次发现琥珀中的恐龙标本 成像仪器派上大用场
    根据琥珀复原的手盗龙类恐龙-绘图-张宗达微CT展示尾部的骨骼与羽干细节伊娃标本羽支分支结构的特写  继今年6月底,中外科学家首次公布琥珀中的古鸟类标本后,这个团队于12月9日爆出一个更加惊人的消息:他们在琥珀中发现了有史以来第一件恐龙标本(尾部)!  琥珀堪称大自然的博物馆。与沉积岩化石相比,琥珀中的动物能够保留许多与生前几乎无异的细节。得益于此,人类终于有机会一睹恐龙的真容。  这项研究由中国地质大学(北京)的邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安麦凯勒教授领衔研究。论文发表于《细胞》出版集团旗下的《当代生物学》杂志。  一棵黑乎乎的“扫帚菜”  2015年秋天,邢立达在一个琥珀商那里看到了这块琥珀。“他告诉我这里面有棵植物还是什么怪东西,我一看,还真像一棵黑乎乎的扫帚菜。”邢立达回忆道,“我仔细观察了一下上面的结构,发现了带有羽枝和羽轴的羽毛结构,那这肯定是一个动物啦!”  就这样,邢立达请单位购入了这块琥珀,不过那时候他还拿不准,这个标本究竟来自鸟类,还是非鸟恐龙呢?  科学家团队获得这块标本后,就开始采取多种无损成像和分析手段来研究它。中科院动物所的显微CT、北京同步辐射装置(BSRF)的硬X射线相衬CT、X射线荧光成像和X射线近边吸收谱、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等都派上了用场。他们通过对CT数据的重建、分割和融合,无损得到了隐藏在羽毛内部的尾部脊椎的高清3D形态。  论文作者之一,中科院古脊椎所研究员徐星仔细研究了标本的骨骼形态,发现它的尾椎腹侧有明显的沟槽结构,与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似,而区别于典型的古鸟类 再从羽毛演化角度来看,则可归属于基干手盗龙类,介于似鸟龙类与尾羽龙类之间。  就这样,“扫帚菜”的身份被确定了下来,它是一段来自非鸟恐龙的尾巴。它的背面有着栗棕色的羽毛,而腹面则是苍白或几乎白色的羽毛,与很多现生动物一样,呈现出上深下浅的保护色。尾巴标本很小,即便完全展开也只有6厘米,由此推测那只小恐龙全长也只有18.5厘米。科学家给它取名叫“伊娃”。  “我研究恐龙数十年,并不曾想过,有朝一日能看到如此‘新鲜’的恐龙”,论文作者之一,加拿大皇家科学院院士,阿尔伯塔大学教授菲利普柯里说。  它揭示了很多秘密,又留下了许多问题  伊娃标本上保存了非常精致的羽毛形态学细节,包括尾部羽毛与羽囊的排列方式,甚至微米级的羽衣特征。更重要的是,这些羽毛都具有纤细的羽干,长有交替的羽枝和连续且均匀的羽小枝。“这些特征为羽毛发育的模型猜想提供了依据,证实羽枝融合形成羽轴时,就已经具有羽小枝了。”麦凯勒教授说。  研究团队还通过BSRF的同步辐射X射线荧光成像,获得了化石断面的微量元素分布图,其中钛、锗、锰、铁等元素的分布与化石的形态吻合度很高,蕴含着丰富的埋藏学信息。  中科院高能所副研究员黎刚解释:“伊娃标本的断面出现了高度富集的铁元素,近边吸收谱分析表明,其中80%以上的铁样本为二价铁,这些是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。”  不过,伊娃也留下了很多有待科学家探讨的问题。台北市立大学运动能力分析实验室教授曾国维告诉记者,基于目前骨骼形态,还无法判断伊娃标本是幼年个体还是成年个体。此外,它没有挣扎的迹象,也没有明显的皂化外观,很可能在被树脂包裹时已经死去 但标本又没有明显的腐败特征,说明它可能刚刚死亡,是一具相对新鲜的遗骸。至于伊娃标本的死因,目前还没法断定,自然死亡或被掠食者捕杀都不能排除,还需要进一步的详细研究。  在后续研究中,科学家还对琥珀进行了纳米CT扫描,目前数据正在重建阶段。  “我们尽量采用无损方式去检测它。”中科院动物研究所副研究员白明说,“因为这样的琥珀可遇不可求,目前全世界也就只有这么一块。”  白明坦言,相比无脊椎动物,琥珀中的脊椎动物更难研究。每一块包含脊椎动物的琥珀,在重建中都面临着种种难题。他们为伊娃重建了很多3D图片,但是没能得到可靠性非常高的单个锥体三维形态图,因为所有锥体的很多细节都未保存下来或者呈现为碎块状。好在伊娃整体呈现出一种“皮包骨头”的状态,科学家们还是能够获得骨骼的整体形态信息。  琥珀还埋藏多少惊喜?  无论是之前发现的古鸟类翅膀,还是这次的恐龙尾巴,这些标本都出自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡康河谷。  邢立达告诉记者,那里曾经是一片热带丛林,树木粗壮,分泌的树脂特别丰富,粘住了很多小动物。最重要的是,这里的琥珀形成于约9900万年前,保留了白垩纪中期生物的珍贵记录。这是大多数琥珀产区不具备的优势。而比缅甸琥珀产区年代更为久远的西班牙、黎巴嫩等产区,则要么产量很低,要么珀质不好。  种种原因,让学者们的眼光聚焦在缅甸胡康河谷这块“宝地”。但白明告诉记者,受战乱影响,再加上当地开掘技术相对落后,这一产区的琥珀产量近年来严重下滑。  除了天然的稀缺性,商业行为也在大量消耗那些极具科学价值的琥珀。由于市场更加偏爱质地纯净的琥珀,包含内容物的部分往往被切割下来,成为边角料。有些地区会把这些边角料作为取暖做饭的燃料 或者磨成粉末,添加进线香等产品 甚至切割成更小的颗粒,填充在枕头里,据说有保健作用。  邢立达表示,“伊娃”恐龙化石原本应该更加完整,有可能是在挖掘、保存和交易的过程中断裂,只剩下一截尾巴。  如何保护琥珀,保护这些陈列着灭绝物种的“博物馆”,是一个需要全人类共同面对的问题。
  • 势头很猛!中国科学家两天连发三篇Nature、Science和Cell
    p & nbsp   近年来,随着国家自然科学基金、国家重点研发计划等科研经费投入的增加,中国基础科学研究取得了非常多的研究成果,在国际顶尖学术期刊上中国科学家发表的高水平学术论文也越来越多。 /p p   《自然》(Nature)、《科学》(Science)和《细胞》(Cell)作为目前国际上最顶尖的学术期刊,每期发表文章数量都很少,发表文章基本也代表了相关领域的顶尖研究成果,而仅仅最近几天就有四篇研究性论文的主要完成单位来自中国,确实是非常不错的势头。 /p p    strong 上海科技大学研究团队发表一篇Cell /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 02.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201610/noimg/33d9ab8a-99a6-46fb-98f0-c989affa193e.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图:上海科技大学iHuman研究所团队 /strong /p p   大麻作为药物使用已有几千年历史,人源大麻素受体(简称 CB1)作为大麻主要有效成分的作用靶点,是治疗疼痛、炎症、肥胖症以及药物滥用的潜在药物靶点。长期以来,由于人们对于CB1到底长什么样子不甚清楚,以其为靶点的新药研发项目均因严重的副作用终止。 /p p   昨天(10月20日),上海科技大学iHuman研究所的科研团队成功解析了人源大麻素受体(human Cannabinoid Receptor 1, CB1)的三维精细结构,为高特异性、低副作用的药物设计开启新篇章。该项成果以“Crystal Structure of the HumanCannabinoid Receptor CB1”为题,在国际顶尖学术期刊《Cell》上发表。 /p p   该课题的主要工作——结构生物学研究在上科大完成,iHuman研究所副所长、教授刘志杰,创始所长、特聘教授Raymond Stevens是论文的共同通讯作者,刘志杰课题组博士研究生华甜(与中科院生物物理研究所联合培养)是论文第一作者,上科大是第一完成单位。论文链接如下: /p p   http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31385-X /p p   strong  中科院上海生科院徐国良团队发表一篇Nature /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 03.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201610/noimg/39b37842-c6da-4f51-a5d1-6d7f25cae846.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图:徐国良院士团队 /strong /p p   昨天(2016年10月20日),《Nature》杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所徐国良课题组和美国加州大学圣地亚哥分校孙欣课题组的最新研究成果“TET-mediated DNA demethylation controls gastrulation by regulating Lefty-Nodal signaling”,该研究发现,TET双加氧酶介导的DNA去甲基化与DNMT甲基转移酶介导的甲基化共同作用,通过调控Lefty-Nodal信号通路控制小鼠胚胎原肠运动。第一次在体内证明DNA甲基化及其氧化修饰在小鼠胚胎发育过程中具有重要功能,揭示了胚胎发育过程中关键信号通路的表观遗传调控机理,为发育生物学提供了新的认识。 /p p   该项研究得到了北京大学汤富酬研究员和葛颢研究员,以及美国匹兹堡大学Deborah L. Chapman教授的大力帮助。得到了国家自然科学基金委、国家科技部和重大新药创制专项的经费支持。论文链接如下: /p p   http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature20095.html /p p strong   中国科学院古脊所朱敏团队发表一篇Science /strong /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 04.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201610/noimg/f955887a-1e57-4e4e-adcd-fa9240a51932.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 图:中国科学院古脊所研究员朱敏 来源:CCTV /strong /p p   今天(2016年10月21日),中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏与瑞典乌普萨拉大学阿尔伯格联合团队在脊椎动物颌演化研究领域取得重大突破。他们在最新一期(2016年10月21日)《科学》(Science)杂志上报道了一种4.23亿年前的志留纪盾皮鱼——长吻麒麟鱼(Qilinyu rostrate),填充了硬骨鱼式的全颌与盾皮鱼式的原颌两种状态之间的形态学鸿沟,在国际上首次提出全颌盾皮鱼类与硬骨鱼类的上颌骨、前上颌骨及齿骨与原颌盾皮鱼类的颌部骨板是同源的理论,将人类的颌骨向前一直追溯到最原始的有颌脊椎动物——原颌盾皮鱼类中。 /p p   这一关键突破“扫除了我们在脊椎动物颌演化认识上一个大的盲区”,《科学》杂志在同期的观点栏目(Perspective)中专门配发了古脊椎动物学会主席、澳大利亚弗林德斯大学约翰· 朗教授题为“颌之初”(First jaws)的评论文章。评述称,来自中国的系列发现“正改变盾皮鱼类已经灭绝的认识,盾皮鱼类成为理解脊椎动物的身体结构如何在久远的过去一步步演化而来的关键”。论文链接如下: /p p    a href=" http://science.sciencemag.org/content/354/6310/334" http://science.sciencemag.org/content/354/6310/334 /a /p
  • Science封面:鱼对颜色的感知比人还丰富?
    一个国际研究小组发现了一种以前未知的视觉系统,这种系统可以让动物在黑暗的深海中保留色觉,过去人们曾认为深海动物们是色盲。这项研究发表在2019年5月10日《Science》杂志的封面上。 马里兰大学的生物学教授、论文的合著者Karen Carleton说:“这是第一篇研究各种鱼类的论文,并发现它们的视觉系统是多么的多样化和多变。决定我们眼睛光谱的基因对一组变异基因比较敏感,导致视觉系统进化比我们预期的要快得多。”脊椎动物的眼睛使用两种感光细胞——视杆细胞和视锥细胞。杆状细胞和锥状细胞都含有被称为视蛋白的光敏色素,视蛋白吸收特定波长的光,并将其转化为电化学信号,大脑将其解释为颜色。光感受器细胞中所表达的视蛋白的数量和类型决定了动物感知到的颜色。在这项新的研究之前,人们认为视锥负责色觉,视杆负责在昏暗的环境中检测亮度。这项新工作表明情况并非如此。通过分析101条鱼的基因组,研究人员发现有些鱼含有多种视紫质,这增加了它们拥有基于视紫质的颜色视觉的可能性。锥细胞通常含有表达多种视蛋白的基因,这就是为什么它们被用于色觉。但它们不像探测单个光子用于低光视觉的杆细胞那样敏感。在99%的脊椎动物中,杆细胞只表达一种光敏视蛋白,这意味着绝大多数脊椎动物在弱光条件下是色盲的。大多数深海鱼类的视力都遵循同样的模式,但新研究发现了一些明显的例外。通过分析生活在6500英尺深的浅表层水域的鱼的杆状和锥状细胞中表达视蛋白的基因,研究人员发现13条鱼含有不止一个视蛋白基因。其中四种,全部是深海鱼类,含有三个以上的杆状视蛋白基因。最引人注目的是银色洞鳍鲷,令人惊讶的是,它有38种杆视蛋白基因。这比研究人员在其他鱼类的锥细胞中发现的视蛋白还多,而且在已知的脊椎动物中发现的视蛋白数量也是最多的(相比之下,人类的视觉使用四种视蛋白)。此外,在银色洞鳍鲷身上发现的杆状视蛋白对不同波长的光敏感。Carleton说:“这太令人惊讶了。这意味着银色洞鳍鲷的视觉能力与我们想象的大不相同。那么,问题是,这有什么好处?这些鱼能用这些神奇的不同视蛋白做什么呢?”Carleton认为答案可能与发现正确的猎物有关。长期以来,人们一直认为生活在深水中的动物不需要色觉,因为只有蓝光能穿透600英尺深。但是,尽管没有阳光,深海并不是没有颜色的。许多生活在黑暗中的动物通过生物发光产生自己的光。这项新研究发现,在有多条视紫质的鱼中,它们的视紫质的特定波长被调整为与共享它们栖息地的生物发光生物发出的光谱重叠。Carleton说:“这可能是因为它们的视觉高度适应了它们捕食的不同物种发出的不同颜色的光。”值得注意的是,有三个以上杆视蛋白的四种鱼类是不相关的物种。这表明,基于杆状细胞的色觉可以被认为是深水色觉,它是独立多次进化,给生存带来一些好处。研究人员说,他们的下一步行动是将研究范围扩大到其他深海鱼类,并寻找可能进化出大量杆视蛋白的银色洞鳍鲷的浅水亲戚。
  • Science封面:AI与冷冻电镜揭示「原子级」NPC结构,生命科学突破
    近日,《Science》杂志以封面专题的形式发表了 5 篇论文,共同展现了通过 AI 技术来揭示人类和非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)结构。开始正文之前,我们先来看一张图片,在下图中,很明显可以看出,图的右半部分所代表的信息更加丰富,结构也更清晰。而左半部分 2016 年的图,则结构较为单一,代表的信息比较少:其实上面展示的是核孔复合体(NPC)图像。核孔复合体,由约 1000 个蛋白质亚基组成,担负着真核生物细胞核与细胞质之间繁忙的运输大分子的任务,也是其连接胞质和细胞核的唯一双向通道。除了协调运输外,NPC 还组织必要的转录、mRNA 成熟、剪接体和核糖体组装等重要生命活动。NPC 强大的作用,已然成为疾病突变和宿主 - 病原体相互作用的关键点。得益于低分辨率下全核孔结构以及高分辨率下核孔组成结构技术的发展,细胞核孔受到越来越多的关注。然而,利用这些信息正确组装 30 多种不同蛋白质副本,并构建高分辨率的三维结构,一直是一项艰巨的挑战。近日,《Science》杂志以封面专题形式发表了 5 篇论文,其中 3 篇论文共同揭开了人类核孔复合体的近原子分辨率冷冻电镜结构,另外两项研究通过非洲爪蟾呈现了脊椎动物核孔复合体的单颗粒冷冻电镜图像。这篇封面文章将多项研究成果拼接在一起,形成的人类 NPC 图像接近原子级。论文地址:https://www.science.org/doi/pdf/10.1126/science.add2210这一研究成果建立在多项研究之上,包括数十年的生物化学重建、X 射线晶体学、质谱学、诱变和细胞生物学等。使用大幅度改进的冷冻电子断层扫描重建人类 NPC,并用人工智能技术精确建模组件。还有其他研究提高了单粒子冷冻电镜的分辨率,使脊椎动物 NPC 的二级结构元素和残基水平细节的可视化成为可能。分子组合丰富了我们对脊椎动物和人类 NPC 构建的理解——从旧的核支架到将各个部分连接在一起的连接蛋白,以及从核膜锚定到中央运输通道上方的细胞质丝。这里报告的研究成果,代表了实验结构生物学与人工智能的合作共赢,是人类探索生物微观世界的又一次胜利。另外,也证明了正在进行的分辨率革命,在我们寻求了解大分子组件的构造和设计原理方面,具有不可替代地作用。下图为 2022 年人类核孔复合体的横截面视图,新解析的成分包括对称核心(橙色)和细胞质细丝(黄色):五篇研究论文论文 1:《Architecture of the cytoplasmic face of the nuclear pore》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9129核孔复合体(NPC)是核质转运的唯一双向通道。尽管最近在阐明 NPC 对称核心结构方面取得了一些进展,但对于 mRNA 输出和核孔蛋白相关疾病的热点来说,不对称分布的细胞质表面仍然难以捉摸。加州理工学院等机构的研究者报告了通过结合生化重建、晶体结构测定、冷冻电子断层扫描重建和生理验证而获得的人类细胞质面的复合结构。虽然物种特异性基序在中央转运通道上方锚定了一个进化上保守、约 540 千道尔顿(kilodalton)异六聚体细胞质细丝核孔蛋白复合体,但 NUP358 五聚体束的附着取决于外套核孔蛋白复合体的双环排列。他们揭示的复合结构及其预测能力为阐明 mRNA 输出和核孔蛋白疾病的分子基提供了丰富的基础。人类 NPC 的细胞质面论文 2:《Architecture of the linker-scaffold in the nuclear pore》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9798尽管人们已经可以确定 NPC 对称核心中结构化支架核孔蛋白的排列,但它们通过多价非结构化接头核孔蛋白的内聚性仍然难以捉摸。通过结合生化重建、高分辨率结构测定、冷冻电子断层扫描重建和生理验证,加州理工学院的研究者阐明了进化上保守的接头支架结构,产生了人类 NPC 的约 64 兆道尔顿(megadalton)对称的近原子复合结构核。虽然接头通常起刚性作用,但 NPC 的接头支架为其中央转运通道的可逆收缩和扩张以及横向通道的出现提供了必要的可塑性和稳健性。他们的结果大大推进了 NPC 对称核心的结构表征,为未来的功能研究打下了基础。人类 NPC 对称核心的接头支架结构。论文 3:《AI-based structure prediction empowers integrative structural analysis of human nuclear pores》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9506虽然核孔复合体(NPC)介导核质转运,它们错综复杂的 120 兆道尔顿架构仍未完全得到了解。马克斯 普朗克生物物理研究所等机构的研究者报告了具有显式膜和多构象状态的人类 NPC 支架的 70 兆道尔顿模型。他们将基于 AI 的结构预测与原位和细胞冷冻电子断层扫描、综合建模相结合。结果表明,接头核孔蛋白在亚复合体内和亚复合体之间组织支架,以建立高阶结构。微秒长的分子动力学模拟表明,支架不需要稳定内外核膜融合,而是扩大中心孔。他们举例阐释了如何将基于 AI 的建模与原位结构生物学相结合,以了解跨空间组织级别的亚细胞结构。人类 NPC 支架架构的 70 兆道尔顿模型。论文 4:《Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280西湖大学和清华大学以 3.7-4.7 埃(angstrom)的分辨率对非洲爪蟾 NPC 的细胞质环亚基进行单粒子冷冻电子显微镜重建。其中,Nup358 的氨基末端域的结构被解析为 3.0 埃,这有助于识别每个细胞质环亚基中的五个 Nup358 分子。研究者最终的细胞质环亚基模型包括五个 Nup358、两个 Nup205 和两个 Nup93 分子,以及两个先前表征的 Y 复合体。Nup160 的羧基末端片段充当每个 Y 复合体顶点的组织中心。结构分析揭示了 Nup93、Nup205 和 Nup358 如何促进和加强主要由两层 Y 复合体形成的细胞质环支架的组装。非洲爪蟾 NPC 双层细胞质环的 Cryo-EM 结构。论文 5:《Structure of cytoplasmic ring of nuclear pore complex by integrative cryo-EM and AlphaFold》论文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9326哈佛医学院等机构的研究者使用单粒子冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,从非洲爪蟾卵母细胞中确定了近乎完整的 NPC 细胞质环结构。具体地,他们使用 AlphaFold 预测核孔蛋白的结构,并使用突出的二级结构密度作为指导来适应中等分辨率的地图。此外,某些分子相互作用通过使用 AlphaFold 的复杂预测进一步得到建立或确认。研究者确定了五份 Nup358 的结合模式,它是最大的 NPC 亚基,具有用于转运的 Phe-Gly 重复序列。他们预测 Nup358 包含一个卷曲螺旋结构域,可以提供活性以帮助它在一定条件下作为 NPC 形成的成核中心。非洲爪蟾 NPC 细胞质环的 Cryo-EM 结构。
  • 2021年度中国生命科学十大进展公布
    1月10日,中国科协生命科学学会联合体公布2021年度“中国生命科学十大进展”评选结果,8个知识创新类和2个技术创新类项目成果入选。2021年度“中国生命科学十大进展”分别为:从二氧化碳到淀粉的人工合成、脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制、新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制、转录起始超级复合物组装机制、提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式、异源四倍体野生稻快速从头驯化、冠状病毒的跨种识别和分子机制、揭开鸟类长距离迁徙之谜、干涉单分子定位显微镜、全脑单神经元多样性研究及信息学大数据平台。据介绍,本次入选项目具有原创性突出、社会意义重大的特点。其中,知识创新类项目“从二氧化碳到淀粉的人工合成”,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成,将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响;知识创新类项目“新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究”和“冠状病毒的跨种识别和分子机制”对当今国际社会复杂的抗疫形势有重大意义;技术创新类项目“干涉单分子定位显微镜”为开辟新的交叉学科研究领域奠定基础。据悉,中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展年度“中国生命科学十大进展”评选工作,已连续开展7年,旨在推动生命科学研究和技术创新,充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。每年公布评选结果后,邀请入选项目专家编写和出版科普书籍,并举办交流会暨面向青少年的科普报告会,向公众揭示生命科学的新奥秘,为生命科学新技术的开发、医学新突破和生物经济的发展提供新的思路,极大提高了生命科学和相关技术的社会影响力。2021年度中国生命科学十大进展1、从二氧化碳到淀粉的人工合成淀粉是粮食最主要的成分,也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所等单位,抽提自然光合作用的化学本质,从头设计创建了从二氧化碳到淀粉合成的非自然途径,解决了途径代谢流从头计算、关键酶元件设计组装、生化途径精确调控等科学问题,以生物催化与化学催化耦合的11步反应,颠覆了自然光合作用固定二氧化碳合成淀粉的复杂生化过程,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成,能效和速率超越玉米等农作物,突破了自然光合作用局限,为淀粉的车间制造打开了一扇窗,并为二氧化碳原料合成复杂分子提供了新思路。在国际上引起强烈反响,被认为是一项里程牌式突破,将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。该成果发表在《科学》(Science,2021,373(6562):1523-1527)。2、脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制4亿多年前脊椎动物从水生到陆生是包括人类在内的陆生脊椎动物演化史上的重大事件,但长期以来对这一重大事件的遗传创新机制知之甚少。西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中科院水生生物研究所何舜平和昆明动物所张国捷等团队合作,发现硬骨鱼祖先已进化出了陆生适应性相关的初步遗传基础,在肺鱼代表的肉鳍鱼内得到进一步加强,到四足动物最终完善而成功登上了陆地。Science报道该成果揭示了“隐藏在现生鱼类中水生到陆生演化的遗传奥秘”;瑞典科学院院士Per Alhberg教授撰文指出该项成果克服了化石研究难以研究软组织器官和生理学问题的挑战,美国科学院院士、国际著名脊椎动物登陆研究专家Neil Shubin撰文指出该成果为理解脊椎动物水生到陆生的研究“提供了关键认知和长久期待的数据”。该成果两篇研究论文以封面故事发表于《细胞》杂志(Cell,2021,184(5):1362-1376;1377-1391)。3、新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制新冠病毒肺炎疫情已持续两年,不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成“转录复制复合体”,负责病毒转录复制的全过程,在各突变株中高度保守,是开发广谱药物的核心靶点。清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组,在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式。以此为基础,首次明确了病毒mRNA“加帽”成熟的关键酶分子,回答了冠状病毒研究中近30年来悬而未决的问题,并且该分子在各突变株中高度保守,在人体中没有同源物,为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点。同时,他们还首次发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”,阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制,为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。以上研究成果分别发表于《细胞》杂志(Cell, 184(1):184-193 Cell, 184(13):3474-3485)。4、转录起始超级复合物组装机制转录起始超级复合物是中心法则中转录步骤的核心,对理解基因表达调控和相关生理病理过程具有重要意义,一直是国际生命科学研究的核心和前沿问题。复旦大学徐彦辉团队解析转录起始复合物PIC及其与Mediator(中介体)组成的转录起始超级复合物结构的三维结构,系统地展示转录机器识别不同类型启动子并完成组装的全过程,揭示了转录为何发生在几乎所有基因的启动子上,颠覆了关于启动子识别和转录起始复合物组装的传统认识,阐明了Mediator促进PIC组装和转录激活的机制。上述成果以2篇研究长文发表于《科学》杂志(Science 372, eaba8490;Science 372, eabg0635),其中一篇被Science杂志选为封面文章,题目为“转录如何起始”。5、提高中晚期鼻咽癌疗效的高效低毒治疗新模式鼻咽癌是“中国特色”肿瘤,年新发病例占全球一半。放疗后的全身微小残留肿瘤是其治疗失败的根源,而由于放疗后患者身体状况差,难以耐受既往高强度的传统化疗(完成率仅约40%-50%),成为制约疗效提高的瓶颈。中山大学肿瘤防治中心马骏研究团队提出了小剂量、长时间口服细胞毒药物卡培他滨的节拍化疗模式,其可通过抗血管生成、杀伤肿瘤干细胞等机制持续抑制肿瘤,同时提高机体耐受性。马骏教授通过牵头一项多中心、前瞻性临床研究发现,在放疗后使用“卡培他滨节拍化疗”可将失败风险显著降低45%,且严重毒副作用发生率减少了3/5,完成率达74%。同时卡培他滨口服用药方便可及,易于向基层推广。由此,该研究打破了传统化疗的疗效瓶颈,建立了鼻咽癌国际领先、高效低毒且简单易行的治疗新标准。该成果发表于《柳叶刀杂志》(Lancet, 2021, 398(10297): 303-313)。6、异源四倍体野生稻快速从头驯化当前的栽培稻是从祖先二倍体野生稻经过数千年的人工驯化而来,同时伴随着遗传多样性的降低与优异基因的丢失。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队首次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,对应对未来粮食危机提供了新的可行路径,开辟了全新的育种方向。以此策略为蓝图,该项目筛选出一份四倍体高秆野生稻资源,建立了高效的组培再生、遗传转化与基因编辑体系,组装了高质量参考基因组,并成功创制了改良落粒性、芒性、株高、粒长、茎秆粗度、生育期等不同类型的四倍体水稻新材料,突破了全部技术瓶颈,证明异源四倍体野生稻快速从头驯化策略高度可行。未来四倍体水稻新作物的成功培育将有望对世界粮食生产带来颠覆性的革命。该成果发表于《细胞》杂志(Cell,2021,184(5):1156-1170)。7、冠状病毒的跨种识别和分子机制近20年,人类遭受了三次由冠状病毒引发的重大疫情。大多数感染人的冠状病毒来源于动物,而我们发现病毒在人际间传播往往是滞后的,疾病防控的关口需要在“时间”上前移。中国科学院微生物研究所高福院士团队建立了高效评估冠状病毒跨种识别能力的方法,利用这些方法对蝙蝠源性冠状病毒 RaTG13和穿山甲源性冠状病毒 GD/1/2019 和 GX/P2V/2017 的跨种传播潜在风险进行评估,并阐明其跨种识别的分子机制,研究发现上述三种冠状病毒存在跨种传播的潜在风险,提示我们要持续对动物源性冠状病毒进行监测,预防新的冠状病毒引发疫情,同时为理解病毒进化提供分子基础。相关研究成果发表于《细胞》杂志(Cell,2021, 184(13):3438-3451.e10)和《欧洲分子生物学》杂志 (EMBO J, 2021, 41(1):e109962)。8、揭开鸟类长距离迁徙之谜鸟类迁徙是最受关注的自然奇观之一。迁徙路线的形成过程、维持机制和在气候变化下的未来趋势,以及迁徙策略的遗传基础,一直是学界的研究热点和难点。中国科学院动物研究所詹祥江团队历时12年,通过整合多年卫星追踪数据和种群基因组信息,建立了一套大陆尺度的的北极游隼(Falco peregrinus)迁徙研究系统。研究人员阐明了气候变化在鸟类迁徙路线形成、维持及未来变化趋势中的驱动作用,发现一个和记忆能力相关的基因ADCY8在迁徙距离更长的游隼种群中受到正选择,揭示了长时记忆可能是鸟类长距离迁徙的重要基础。该研究全面结合遥感卫星追踪、基因组学、神经生物学等新型研究手段,展现了学科交叉型的创新性研究在回答重大科学问题中的关键作用。该成果以封面文章发表于《自然》杂志(Nature,2021,591(7849):259-264),并被《自然-生态进化》杂志评为12项年度回顾工作之一。9、干涉单分子定位显微镜
  • 涨姿势-琥珀中发现古雏鸟,科学家采用显微CT等无损设备神还原
    琥珀中发现古雏鸟:科学家采用显微CT等无损设备神还原新浪科技讯 6月8日消息,中加美等国的古生物学家在北京宣布,他们发现了有史以来第一件琥珀中的雏鸟标本,此次发表的标本是一只较为完整的反鸟类雏鸟,记录了其生命最初几周的骨学和羽毛特征。2016年,邢立达团队首次发现了世界上首例琥珀中的古鸟类翅膀和非鸟恐龙内容物,“我们在2015年便发现了数个更完整的古鸟类琥珀,尽管骨骼的三维重建耗费了大量的时间和精力,但结果令人非常震撼。”邢立达介绍说,“研究表明,特异保存的化石往往能提供远古生命前所未见的细节,比如“木乃伊”化的鸭嘴龙类埃德蒙顿龙所留下的皮肤印痕,虚骨龙类棒爪龙留下的肠道痕迹,以及中国热河生物群的众多脊椎动物化石。尽管这些标本对古生物学研究做出了特殊的贡献,但仍会受到成岩作用的影响,损失大量细节。琥珀则恰恰没有这些问题,它能为古生物提供无与伦比的保存状态,唯一的缺陷是它所能容纳的包裹物大小受到严格限制,因此琥珀中完整的大个体脊椎动物极为罕见。 比龙标本,蕴藏着几乎完整的雏鸟“此次,我们描述的古鸟类琥珀珀体很大,约9厘米长,容纳了接近完整的一只古鸟类的头部、颈椎、翅膀、脚部和尾部,以及大量相关的软组织和皮肤结构。”论文的作者之一,美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯恰普(luis m。 chiappe)教授称,“这些保存下来的软组织除了各种形态的羽毛之外,还包括了裸露的耳朵、眼睑,以及跗骨上极具细节的鳞片,这为古鸟类研究提供了千载难逢的机会。”这件标本来自著名的琥珀产区之一,缅甸北部克钦邦胡康河谷。此地的琥珀距今约9900万年前,属于白垩纪中期的诺曼森阶。邢立达介绍:“这只小鸟体型娇小,从吻部到尾巴末端的长度约6厘米。当时它生活在缅甸北部潮湿的热带环境中,不幸被柏类或南洋杉类针叶树所流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并一直保存至今。” 琥珀中的古鸟标本保存极为完好,尤其是约2厘米长的金黄色鸟足特别醒目,“上面的鳞片,丝状羽栩栩如生,有很锋利的爪子,当时当地人都以为是蜥蜴爪,但我意识到这个标本尤其特殊,更像鸟类的足部,”标本的拥有方,腾冲虎魄阁博物馆馆长陈光先生回忆道,获取标本之后,研究团队开始只是注意到了一对非常精美的鸟足,之后采用显微ct等无损设备来成像和分析标本之后,才发现了琥珀内部还隐藏着头骨、脊椎等重要信息,通过对ct数据的重建、分割和融合,最终无损得到了所有骨骼的高清3d形态。青年古鸟类学家邹晶梅表示,比龙标本的头骨有明显的牙齿,其椎体等其它骨骼形态一致表明,它属于典型的反鸟类。反鸟类是白垩纪出现的一类相对原始的鸟类,其肩带骨骼的关节组合与现生鸟类的相反,因此得名。反鸟类和今鸟类是鸟类演化的两个主要的谱系,并在早白垩世出现了较大的生态分化和辐射,它们有着较强的飞行能力,拇趾与其他三趾对握,适宜树栖,但最终在晚白垩世末期与恐龙一道完全绝灭。“羽毛形态是本次研究的重点之一。”瑞安麦凯勒教授说道,“比龙标本保留着迄今最为完整的古鸟幼鸟羽毛和皮肤,这在白垩纪的标本中尚属首次,这些细节包括羽序、羽毛的结构和色素特征等。” 比龙标本的羽毛形态学细节非常精致,幼鸟被树脂包裹时,正处于稚羽发育的最初阶段,这些稚羽同样可以与其他标本的羽毛印痕或缅甸琥珀中的孤立羽毛相对比。不过,不同于任何现生新孵出的雏鸟,比龙标本的羽毛同时具备了不同寻常的早熟性和晚熟性相混合的特征,同时存在着功能性飞羽和零散的体羽。此外,比龙标本的腿部、足部和尾部的羽毛形态亦不寻常,暗示着与现生鸟类的相比,反鸟类的雏绒羽可能更接近于现生鸟类的廓羽。不过,这些区域也保存着丝状羽,似乎类似于更原始的兽脚类的原始羽毛。“所有这些细节都是此前我们一无所知的。” 比龙标本复原图 绘图张宗达比龙标本是目前缅甸琥珀中最完整的古鸟类化石,它是一只出生仅数周的反鸟类雏鸟,琥珀的特异性使其保存了人类历史上最丰富的雏鸟骨学与软组织细节,为我们了解反鸟类和今鸟类在发育上的显著差异提供了新的证据。(郭祎)该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅(jingmai o’connor),中国科学院动物所白明副研究员、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安麦凯勒(ryan c。 mckellar)教授等学者共同研究。研究论文发表于国际知名地学刊物《冈瓦纳研究》(gondwana research,影响因子8.743)。该项目受美国国家地理学会、中国国家自然科学基金、加拿大自然科学和工程研究理事会等项目支持。 以上信息来源:快科技借助布鲁克skyscan2211纳米级ct的检测手段,进入更深的研究领域!
  • 我国重大科研装备研制项目高精度CT通过验收
    记者6月21日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,中科院重大科研装备研制项目“225kV-3D-微分辨率ICT、450kV-通用型ICT”日前通过验收专家组评审,中科院古脊椎所高精度CT实验室正式建成。该高精度CT设备可实现对古生物化石、现生生物样本的高精度扫描、图像重建和处理,填补了国内该领域国产设备的空白。   据中科院古脊椎所介绍,该项目于2007年7月启动研发,在近4年时间里,中科院古脊椎所、中科院高能所和中科院自动化所科研人员齐心协力,根据古生物化石样品密度和空间分辨要求高的特殊性,瞄准世界“工业CT技术”在古生物领域应用的领先水平,以科学严谨的态度精心研制。该项目研制的225kV-3D-微分辨率ICT扫描标准测试样品空间分辨率达到5微米,密度分辨(相对)达到百分之一,指标可达到或接近国内外同类设备水平。   “我们这个项目的研发经费是1000万元人民币,刚好就是进口一整套高精度CT设备需要的费用。”中科院脊椎动物进化系统学实验室主任朱敏说,“没有这些设备,我们许多研究就必须与外国科研机构合作,将损失掉主要知识产权,而一些重要的标本更不可能拿出境外去扫描。把高科技CT仪器装备到古生物领域,等于为我国古生物学的研究平台装上了巨大的动力,将会使我国古生物领域的研究水平在现有的基础上再前进一步,为保持我国古生物学在世界上的领先地位起到重要作用。”   据介绍,高精度CT设备在地质学、现代生物学、考古学等学科领域也有广泛的应用价值,中科院古脊椎所高精度CT实验室未来将面向国内外开放,为成为国际古生物研究中心而努力。
  • 世界杰出女科学家张弥曼,打破科学领域的性别“天花板”
    p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " /span /p p style=" text-indent: 2em " “这对中国的女科研工作者来说,是一个巨大的鼓励,”获得2018年度“世界杰出女科学家奖”的张弥曼在接受新华社记者采访时说,“中国女科研人员的比例在持续上升,但拔尖人才还需要更多一些。” /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " img width=" 600" height=" 451" title=" " style=" width: 600px height: 451px " alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/1272f628-6507-43d4-a046-51e1f8639574.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /span span style=" color: rgb(153, 153, 153) " br/ /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " 2018年2月27日,张弥曼在北京的办公室接受记者专访。新华社记者屈婷 摄 /span /p p style=" text-indent: 2em " 22日在巴黎颁授的这一奖项,由联合国教科文组织与欧莱雅基金会1998年设立,每年表彰全球五位为科学进步做出卓越贡献的女性。82岁的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员张弥曼,是中国第五位获此殊荣的女科学家。 /p p style=" text-indent: 2em " “她开创性的工作为水生脊椎动物向陆地的演化提供了化石证据,”联合国教科文组织的颁奖词如此评价张弥曼。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " img width=" 600" height=" 451" title=" " style=" width: 600px height: 451px " alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/0bdcb8f8-a274-436b-bb8d-6381a2cb543d.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / br/ /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " 2011年,张弥曼在新疆进行野外勘探。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 联合国教科文组织说,目前世界女性科研人员的比例仅为28%,设立“世界杰出女科学家奖”旨在打破科学领域的性别“玻璃天花板”。 /p p style=" text-indent: 2em " 张弥曼的同事、中科院古脊椎动物与古人类研究所所长周忠和23日对新华社记者说,该奖项是首次授予古生物学家,这对中国的古生物学发展,甚至对全世界的古生物学领域来说,都有深远意义。 /p p style=" text-indent: 2em " “张先生的为人品德和学术造诣都是我们晚辈学习的楷模。”周忠和说。 /p p style=" text-indent: 2em " 张弥曼是新中国培养的第一批地质大学生,后被选拔赴莫斯科大学学习古生物学。她接受鱼类学家伍献文先生的建议,选择古鱼类研究,从此踏入生命演化“失落的世界”——包括人在内的四足动物起源过程。 /p p style=" text-indent: 2em " 在约3.8亿年前,究竟哪一条鱼走上陆地,最终演化成四足动物?古生物学家为此进行了数百年的寻找和研究。其中,鱼何时学会呼吸,何时有了内鼻孔,是一个关键的问题。 /p p style=" text-indent: 2em " 上世纪80年初,正在瑞典国家自然历史博物馆进修的张弥曼,通过复杂、严谨的化石还原技术,研究了云南曲靖杨氏鱼、奇异鱼的结构,大胆指出:它们没有内鼻孔,是一种原始的肺鱼。这一观点挑战了当时的权威学说。  /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " img width=" 600" height=" 417" title=" " style=" width: 600px height: 417px " alt=" " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/cfee7f74-e1c4-4219-a43d-fbb361ee1ee2.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / br/ /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(153, 153, 153) " 张弥曼用连续磨片及蜡制模型的方法制成的杨氏鱼化石等比例放大标本。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 她的发现让世界古生物界为之震动,对四足动物起源新一轮的探索由此开启。随着中国云南曲靖陆续发现震动古生物界的泥盆纪、志留纪鱼化石,张弥曼的观点逐渐获得学界认同。 /p p style=" text-indent: 2em " 她的学生、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏说:“越来越多的化石证明,鱼类登陆的关键环节发生在中国云南,而张先生是这一大发现的开拓者。” /p p style=" text-indent: 2em " 2016年,张弥曼获古脊椎动物学会的最高荣誉奖项:罗美尔-辛普森终身成就奖。 /p p style=" text-indent: 2em " 令人尊敬的是,张弥曼主动将炙手可热的研究领域交给年轻学者,自己转而投身少有人关注的新生代鲤科鱼化石研究。“这一块再不做,中国就赶不上了,”她解释说,新生代鱼类化石反映了近年来地球的变化,未来还能很好地和分子生物学结合起来,可能会诞生新的大发现。 /p p style=" text-indent: 2em " “我们国家的科学取得今天的成就很不容易,但一定要清醒地认识到:跟世界领先水平还差得远,”张弥曼认为,要抓住现在的机遇,从源头上释放科学家的创意,创新才能成为常态。 /p
  • 欧洲食品安全局发布农药对水生生物影响风险评估指南文件
    近日,欧洲食品安全局(EFSA)发布了修订后的关于农药水生生物风险评估的指南。这些水生生物包括生活在田地边池塘,沟渠和溪流里的鱼类,两栖类,无脊椎动物和植物。该指南文件由EFSA的植物保护产品及残留(PPR)专家小组制定,概述了评估水生生物种群(包括水生植物和藻类)对农药暴露影响程度的评估方法。该风险评估计划将帮助各国和欧盟的风险评估者和决策者,确保在农药上市销售时水生生物能受到相应保护。   该农药风险评估指南制定前接受了广泛的公众咨询,并考虑了各关键相关方提交的数以百计的意见。指南针对如何确定田边地表水中农药的浓度是否会对水生生物造成短期或长期威胁,提供了分析建议。该文件针对如何评估农药对水生生物的影响以及如何将其与暴露评估相结合,提供了详细的指南。指导的主要目的是保护水生生物的种群水平。此外,PPR小组还为水生脊椎动物(如鱼类和两栖类动物)制定了增强保护措施。   为实现这些目标,该指导提供了两种方案以评估农药对水生生物的可能影响,具体是:   1.生态阈值选项(ETO)—只允许对水生生物可忽略不计的影响   2.生态恢复选项(ERO)—允许对水生生物种群的某些不利影响,前提是在一个可接受的时间内能恢复。   最新的指南针对如何应用分层评估方式为欧盟内所有风险评估者提供统一的框架,给出了详细的建议。指导文件还针对如何使用两种建议评估方案得出水生生物保护的水中农药容许水平—即法规允许浓度(RAC),给出了详细的建议。
  • 三维表面模型可视化软件Vayu 1.0发布
    包括古生物学在内,众多科研领域已经在前所未有的精度和广度上大规模应用X射线计算机断层扫描以及三维重建技术,随之对生成的三维表面模型的可视化效果方面也提出了更高的需求。目前大部分三维重建处理软件在处理三维表面模型方面能力较弱,已有的三维表面模型软件通常未对生物学三维表面模型数据作相应的优化,且在使用上往往存在上手困难,操作复杂,无法处理大数据文件等问题。 Vayu 主界面与部分案例展示针对以上问题,为了提升化石和现代生物成像数据的可视化效果,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所卢静研究员团队自主研发了专门用于处理三维表面模型的新的免费软件Vayu 1.0,并在《古脊椎动物学报》上详细介绍了该软件的基本功能、操作流程以及相关案例展示。Vayu 1.0主要针对化石及现代生物成像数据可视化需求进行优化,可以广泛应用于古生物、生命科学、医学、考古等多学科领域三维表面模型的可视化乃至虚拟空间交互等方向。Vayu 1.0软件提供了一整套针对三维表面模型的编辑、渲染、标注、分析等可视化工具,同时自带VR模式以及快捷的动画制作方法,让使用者能在最短时间内掌握对三维表面模型进行快速渲染和动画制作,为三维表面模型的可视化提供了新工具。Vayu 1.0还包含虚拟现实(VR)模式和一站式动画制作平台等多种可视化工具,为各领域的三维表面模型渲染与可视化提供了新发展方向和思路。除此以外,Vayu 1.0在博物馆科普教育与学校教育等领域也可以提供广泛的应用场景。 Vayu 三维可视化渲染动画展示Vayu 现代鲨鱼身体内部三维结构VR动画该研究得到了中国科学院院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金优秀青年基金等项目的资助。论文链接:http://www.vertpala.ac.cn/CN/10.19615/j.cnki.2096-9899.221020软件下载链接: http://admorph.ivpp.ac.cn/download.html
  • 中科院北古所1220万采购电镜设备
    p style=" text-indent: 2em text-align: left " 近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所发布中国科学院古脊椎动物与古人类研究所仪器设备采购项目(三)招标公告,本次采购设备为电镜及其配备设备和电镜制样附件。预算1220万元,欢迎合格的供应商前来投标。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 项目名称:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所仪器设备采购项目(三) /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 项目编号:OITC-G180301423 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 项目联系方式: /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 项目联系人:赵倩 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 项目联系电话:010-68290511 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 预算金额:1220.92 万元(人民币) /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 投标截止时间:2019年01月02日 09:30 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 开标时间:2019年01月02日 09:30 /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 具体详情如下: /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/c623b01c-a69c-4ecd-bef1-6979e49facc7.jpg" title=" 屏幕快照 2018-12-15 上午8.12.14.png" alt=" 屏幕快照 2018-12-15 上午8.12.14.png" / /p
  • 中德人类演化与科技考古联合实验室成立
    5月22日,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国科学院研究生院和德国马普进化人类学研究所共建的人类演化与科技考古联合实验室在京挂牌成立。中科院古脊椎所研究员高星在主持会议时表示,这标志着酝酿已久的实验室建设和相关合作研究取得了实质性的进展。古人类学家吴新智院士表示,这一实验室的建立将会使更多的现代科技手段用于人类演化和科技考古研究的探索,这也是该领域的发展趋势。 据了解,该联合实验室的宗旨是:通过建立实验与技术的共享平台,有效整合和利用相关单位的资源、人才和技术优势,系统运用现代科技手段,开展人类演化与科技考古研究。促进自然科学和人文学科的交叉与协作,加强国际合作与交流,在现代人类起源、演化过程与机制、农业起源、文明起源等重大课题方面取得创新与突破,提高我国相关领域的实验条件、研究水平和学术影响力。 中科院研究生院教授王昌燧介绍了联合实验室规划、研究方向和运行模式。他表示,联合实验室的建设目标是在短期内成为中国科学院重点实验室,10年内建成具有国际影响的国家重点实验室,成为具有国际领先水平的人类起源、演化及科技考古研究中心和高端人才的培养基地。 按照联合实验室的宗旨和学术方向,其实验与研究单元规划为:石器技术与功能分析、古代DNA分析、环境考古、同位素与古代食谱分析、古代残留物分析、动物考古等。随着学科的发展,将适度拓展研究领域、组建新的实验室单元。 按照合作协议,中德双方在资金、设备和材料方面作等同的投入与贡献。德方在古代DNA和同位素分析仪器设备方面提供实质性的支持。联合实验室挂靠中国科学院古脊椎动物与古人类研究所并与研究生院共同管理;实验室主任由三方代表轮流担任;成立学术委员会,对实验室的学术方向和运行过程提供建议与指导。 德国马普学会代表、著名分子遗传学家Svante Paabo介绍了古代DNA分析在尼安德特人研究中取得的进展,并介绍了德中合作的计划与前景。挂牌仪式后,来自中科院地质所、研究生院、古脊椎所、马普学会、加拿大皇家安大略博物馆、加拿大西蒙弗雷泽大学的各领域专家分别作了相关领域的学术报告。
  • 2010年度中国高等学校十大科技进展
    2010年12月17日,由教育部科学技术委员会组织评选的2010年度中国高等学校十大科技进展在京揭晓,据了解,此次入选“中国高等学校十大科技进展”研究成果的高校为清华大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、西安交通大学、中南大学、复旦大学、中山大学、厦门大学和南京农业大学等。   1.实时三维图形平台BH_GRAPH   实时三维图形平台是虚拟现实、三维游戏、动漫和影视、图形界面等计算机涉图应用系统开发与运行必不可少的基础软件系统,是计算机领域继操作系统、数据库之后又一日益普及的大型通用基础软件系统,直接影响社会各行业计算机应用的水平,成为软件知识产权和基础软件市场竞争的新目标。   北京航空航天大学实时三维图形平台科研团队,历时10年时间,研制成功了第一个集成贯通了建模工具、布景工具和绘制引擎的大型图形基础软件系统BH_GRAPH,在可扩展的图形绘制引擎体系结构、多深度图像自动配准与高精度建模方法、复杂场景和对象几何模型数据管理与优化方法、大规模场景与对象实时绘制方法、复杂场景与对象逼真绘制方法等实时三维图形平台相关技术方面取得了重要创新和突破,使我国图形支撑技术取得重大进步,大型图形基础软件实现了从无到进入国际前列的跨越。   BH_GRAPH在国内一些单位以及重大军事和民事应用中取代了国外同类软件,各类用户近千个。基于BH_GRAPH开发的应用系统为2008北京奥运会开幕式、60周年国庆阅兵、军事指挥模拟训练等作出了突出贡献,产生了重大的社会效益、军事效益和良好的经济效益。BH_GRAPH实时三维图形平台作为2010年度国家科技进步一等奖,已通过国家奖励委员会审定。   2.Gbps无线传输及组网研究   在宽带无线移动通信领域,研制1Gbit/s 4G系统代表了一个国家的研究实力和水平,具有重要的战略意义。   4G峰值速率为3G的50~500倍,这不仅要求带宽更宽,还需研制提升频谱效率十倍以上的先进技术。北京邮电大学张平教授团队完成了世界上首个具有4G特征的TDD-OFDM-MIMO移动通信演示系统,移动状态下峰值速率达100Mbps,其成果获2008年国家技术发明奖二等奖。2009年12月,团队又实现了更高的跨越,完成了世界上首个点对多点的TDD Gbps无线系统,其速率是3G系统的500倍,实测误码率达到了10-8。该系统的成功研制,标志着我国在此领域达到了世界的前列。   团队在TDD Gbps领域获专利42项,发表SCI论文50篇,被国内外标准化组织接纳提案40项。其中,基于Gbps系统完成了包含我国环境特征的4G信道测量与建模,形成ITU M.2135标准(4G领域的首批国际标准),获2009年中国通信标准化协会科技进步二等奖。   3.代谢乙酰化调控机理的发现   能量代谢是所有生物最基础也是最重要的生命活动。能量代谢必须得到严格而且协调的调节以满足生物活动及适应不同生存环境的需求。严重威胁人类健康的重大疾病如糖尿病、肥胖以及心血管疾病都是由于代谢的失调引起的,近年的研究发现即使是癌症的发生也与能量代谢的失调有密切关系。由复旦大学赵世民教授和复旦大学兼职教授赵国屏院士、管坤良教授及熊跃教授共同领导的复旦大学研究团队在能量代谢的调控领域有了全新的发现。他们发现从原始的原核生物到人,一种名为乙酰化的蛋白质修饰对于能量代谢的调控起着至关重要的调控功能。这种调控和以前发现的多种代谢调控机制相比,具有直接感知细胞整体能量状态及更广泛的调节范围的优势,堪比能量代谢的智能开关。2010年二月,国际顶级期刊《科学》罕见地分别以《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢》及《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》为题同时发表了这项研究的两篇研究论文,并同时配发以《竞争对手的崛起》为题的长篇评述文章对该研究进行了高度评价。由于乙酰化调控的能量代谢酶绝大多数都是一种或多种药物的靶标,所以该发现为大范围获得治疗重大人类疾病的新药靶标以及创新药物的研究提供了新的机遇。   4. 抗条纹叶枯病优质高产水稻分子育种及应用   南方粳稻区面积5000多万亩,是我国重要的粮食基地。2000年起水稻条纹叶枯病在该稻区爆发流行,仅2004年发病面积就达2300多万亩,绝收面积7.8万亩,损失稻谷25亿公斤。水稻条纹叶枯病是灰飞虱传播的病毒病,其抗性鉴定往往受灰飞虱种群数量及其带毒率的限制,实际操作非常困难,准确率低。针对我国水稻条纹叶枯病抗性鉴定和分子标记聚合育种技术体系尚未建立,抗病种质、基因和品种匮乏等突出问题,南京农业大学万建民研究小组建立了规模化水稻条纹叶枯病抗性鉴定技术体系,筛选抗病种质212份,优异种质26份。挖掘和标记抗条纹叶枯病基因/QTL 24个,占国内外已发现的抗条纹叶枯病基因/QTL的71%,创建分子标记聚合育种技术体系,创制抗病优质新种质16份。选育出适应不同生态区的早中晚熟系列抗条纹叶枯病高产优质新品种10个 制定栽培技术规程13个 其中宁粳1号被农业部确认为超级稻主导品种,年推广面积稳居全国粳稻品种前3名。2007-2009年新品种推广8314.57万亩,社会效益116.1亿元,2009年推广面积占南方粳稻区种植面积的78%。累计推广13634.17万亩,社会效益190.14亿元。获新品种权9项,获得国家发明专利2项,申请国家发明专利4项,发表论文139篇,其中,在Plant J,Genetics,TAG,PMB等杂志发表SCI论文46篇,被引用315次。有效解决了南方粳稻区受条纹叶枯病流行危害的难题,为保障我国粮食安全、农民增收和农业可持续发展作出了重要贡献。获得2010年国家科技进步一等奖。   5.拓扑量子态的研究   拓扑绝缘体是物理学刚刚发展起来的一个全新的前沿方向,是目前国际上凝聚态物理领域备受关注的一个研究热点。传统意义上的材料可分为“金属”和“绝缘体”两大类,拓扑绝缘体则介于这两大类材料之间,是由电子的自旋运动和轨道运动相互作用所导致的一种新的量子物态,它使绝缘材料的表面变成导电的金属。这种特殊的“金属态”受拓扑性质的保护,与材料的具体几何结构没有直接关系,具有极强的抗干扰能力,因此非常稳定。在拓扑绝缘体中,信息的处理和传递与电子的自旋运动紧密相关,而不像目前信息技术中仅靠电子的电荷性质。这种奇特的性质使得拓扑绝缘体有可能在未来低能耗自旋电子学和量子计算等领域,具有重大的应用前景,有可能会导致信息技术的重大革命。   清华大学物理系薛其坤院士领导的研究团队,与中国科学院物理研究所的同事合作,在国际上首次发展了高质量拓扑绝缘体薄膜的分子束外延制备技术,观察到了拓扑绝缘体表面金属态的朗道量子化,从实验上证明了拓扑绝缘体是二维无质量的狄拉克费米体系并受时间反演对称性保护。这些基础研究工作具有突破性的意义,为实现理论预期的拓扑绝缘体的许多重要效应并使这种材料走向应用奠定了基础。清华大学该研究团队在这一领域取得的一系列创新性成果,使得我国在这一方向上的研究处于国际领先地位。   6.膜蛋白的结构与功能   人类基因组编码蛋白质的所有基因中约有30%编码膜蛋白。膜蛋白在生命过程中起着关键作用,并且与许多重要疾病,诸如老年痴呆症、心血管疾病等等有直接联系。国际上将近一半的药物以膜蛋白作为靶点。因此,对膜蛋白结构与功能的深入研究不仅具有重要的科学价值,还可能为攻克重大疾病提供新的制药靶点。但是,膜蛋白的结构生物学研究一直以来是生命科学领域公认的重点及难点。1985年,第一个膜蛋白结构问世。时至今日,在公共数据库收录的近7万个生物大分子结构中,膜蛋白仅占1%左右。目前,绝大多数膜蛋白家族尚无原子分辨率的结构,严重影响人类对生命的了解和疾病的控制。   清华大学的结构生物学团队在施一公教授的带领下,自2007年以来致力于研究重要膜蛋白的结构与功能,在过去两年内取得重大突破,先后解析了APC超家族、FNT超家族以及ECF超家族膜转运蛋白或通道蛋白AdiC、FocA和RibU的第一个原子结构,以及捕获了MFS超家族转运蛋白FucP的特殊构象,填补了这些领域的重大空白。他们还结合生物化学和生物物理的方法,初步揭示了这些重要膜蛋白家族的功能机理。2009年5月以来,他们发表研究论文于《科学》1篇,《自然》4篇。这些工作为我国及世界的膜蛋白结构生物学研究作出了重要贡献,其成果在国际生命科学研究领域获得了广泛关注。   7.微纳尺度材料形变特性及其尺寸效应   微电子与微纳器件行业的快速发展使得其所用材料尺寸减小到亚微米甚或纳米级,原适用于宏、微观领域的经典理论尚无法解释该尺度下材料性能的尺寸效应及其特异变形行为。西安交通大学孙军教授及其合作者利用自主研发的微纳尺度试样制备专利技术,发现了密排六方钛铝单晶中变形孪晶的强烈尺寸效应,且当晶体尺寸小于一个微米时,材料变形方式由孪晶主导转变为位错主导,其流变应力达到饱和状态和以前从未达到的理想强度“天花板”水平。该工作发表在今年1月21日出版的英国《自然》杂志上。同期国际权威学者在《自然-材料》上为此发表专题评述文章,认为该结果颠覆了长期以来人们的直觉。《自然—亚太版》也在其“研究焦点”专栏专门推介该文。同时他们利用金属钨单晶纳米线孪晶界极低的移动阻力和表面能的差异,提出了一种利用表面能进行高效存储和释放机械能的新概念和新装置——“纳米弹簧”。该结果今年4月发表在美国《纳米快报》上。《自然—亚太版》在其“特色焦点”专栏专门推介该文。随后该团队发现电子辐照可以急剧提高室温极脆的玻璃态二氧化硅球体在室温下的塑性变形能力,同时其流变应力可降低4倍之多。该成果今年6月在线发表于英国《自然—通讯》上。上述工作对微纳器件的设计和制造等方面具有重要的指导意义,并为发展微纳尺度材料形变理论提供了重要的实验和理论依据。   8.海洋微型生物碳泵   海洋是全球气候的调节器。已知的海洋储碳生物学机制是“生物泵”,即通过光合作用固碳将CO2转化为颗粒有机碳并通过沉降转移到海底长期保存。然而,生物泵输送到海底的碳量不足表层固碳量的0.1%。事实上,海洋中95%的有机碳是溶解态的,而其中95%又是惰性的,可在海洋中保存5000年。然而,惰性溶解有机碳的形成机制至今尚未明了。厦门大学“长江学者”特聘教授焦念志的“微型生物碳泵”理论提出了不依赖于颗粒碳沉降的储碳机制。2010年6月20日出版的Science杂志(SCIENCE 328:1476-1477)就“微型生物碳泵”理论对7个国家的十多位科学家进行了采访,在其“新闻聚焦”栏目中进行专题报道,将“微型生物碳泵”称为“巨大碳库的幕后推手”。 焦念志与其率领的国际海洋科学研究委员会“微型生物碳泵”科学工作组SCOR-WG134,进一步系统地揭示了微型生物生态过程在惰性溶解有机碳形成过程中的作用。代表成果发表在2010年8月NATURE 微生物学综述(8(8): 593-599),并被作为Featured Article 在其封面、目录、网站首页上进行了Highlight。“微型生物碳泵”被国际湖沼海洋科学促进会(ASLO)遴选为“ASLO前沿论题”。最近,美国科学家指出,“微型生物碳泵”理论也适用于陆地储碳。焦念志应邀再次在NATURE 微生物学综述(29 Nov 2010 doi:10.1038/nrmicro2386-c2)发表了陆海统筹增加微型生物碳汇的观点,展示了海洋在CO2减排和发展低碳经济方面的巨大潜力。   9.难处理有色金属氧化矿清洁高效利用的基础理论与重大创新技术   中南大学陈启元教授领衔的研究团队,针对我国锌镍钛等难处理有色金属氧化矿的特点和清洁高效分离提取的重大技术难题,通过实施国家“973”计划“战略有色金属难处理资源高效分离提取的科学基础”,在科学与工程的前沿开展探索和研究,取得了一系列突破性成果,较好地解决了低品位有色金属氧化矿中有价矿物的高效富集、碱性提取过程的选择性清洁高效分离、由矿物短流程直接制备材料等关键技术问题,为我国难处理资源高效利用和国民经济可持续发展提供了重要保障。项目特色与主要创新成果主要体现在:首次提出了控制分散-离子选择性沉积的氧化矿浮选新理论,建立了低品位氧化锌矿不脱泥原浆浮选新技术 通过碱性冶金体系的系统研究,确定了有价元素选择性配合浸出-高位阻螯合萃取/直接电积的分离提取理论基础,建立了难处理氧化矿碱性提取的系列创新技术 提出了多元冶金新思路,建立了多金属同时提取-定向净化-组成调控-固态组织定向生长与形貌控制的理论体系,开发了多金属氧化矿短流程的多元材料清洁制备技术。近三年内在冶金行业国际权威期刊等发表论文200余篇,被SCI、EI和ISTP检索166篇次 申报专利70项,获授权11项,成果鉴定1项,获省级科技进步一等奖1项。   10.外源性细胞凋亡信号通路在脊索动物中的发现   文昌鱼,为迄今5亿多年前出现的最原始的脊索动物,一直以来被认为是研究脊椎动物起源与演化最重要的节点之一。中山大学有害生物控制与资源利用国家重点实验室主任徐安龙教授团队,通过长期致力于文昌鱼免疫系统的研究,于近期发现:外源性细胞凋亡信号通路(又称死亡受体诱导凋亡通路)在文昌鱼中已经形成。该研究成果发表在《科学——信号传导》上。   细胞凋亡的执行可以通过内源性和外源性两条途径执行,内源性途径被认为保守存在于所有多细胞动物中,而外源性的途径则被认为是脊椎动物所特有,是随着适应性免疫系统的出现而协同出现的。因此外源性细胞凋亡通路在文昌鱼中的发现,不仅改写了传统及现行教科书的观点,将外源性凋亡信号通路的形成往前推进了近一亿年。研究人员还通过比较无脊椎动物与脊椎动物FADD介导信号通路的异同点(FADD分子为死亡信号转导通路及病原识别通路中重要的连接蛋白),展示了文昌鱼细胞凋亡通路的特殊性,为研究脊椎动物FADD分子功能的多样性提供了承上启下的重要信息。因此在文章发表的同时,《科学——信号传导》的编辑对该团队的研究成果发表了评论。评论认为:该研究成果除了证明了外源性通路不是脊椎动物所特有之外,还为阐明蛋白结构域重组产生新的细胞信号传导模式,提供了一个崭新的机制和演化过程。
  • 甲状腺是什么,你真的了解甲状腺疾病吗?|科普系列(二)
    2022年7月25日,特朗普的女婿自曝在白宫期间罹患甲状腺癌。 以往我们对“大脖子病”和甲亢比较熟悉,但近些年,甲状腺疾病逐渐走进人们的日常生活,甲状腺癌和甲减我们也不陌生。但甲状腺究竟是个什么器官,你真的了解甲状腺疾病吗?甲状腺是什么,在人体中发挥怎样的作用?甲状腺是脊椎动物体内一个非常重要的内分泌器官,形似蝴蝶和盾甲。在人体内,甲状腺有很重要的调控作用,它可以控制身体耗能速度、制造蛋白质、调节其他身体系统对其他激素的敏感性,对儿童而言,它还和儿童的智力和生长发育息息相关。甲状腺的这些调控作用主要依靠两种激素来完成:三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,以下简称T3)和四碘甲状腺原氨酸(tetraiodothyronine,即甲状腺素,以下简称T4)。T3和T4是由碘和酪胺酸耦联作用形成的,这也是为什么我们常说需要补碘来预防甲状腺疾病。除了T3和T4之外,甲状腺也生产降钙素(Calcitonin)和少量的反三碘甲状腺原氨酸(rT3),其中降钙素可以调节体内钙的平衡。大约有80%的T4在肝脏、肾脏、脾脏等组织发生化学反应,转换成rT3和T3,在人体内,T3发挥作用时,效力比T4大上好几倍。 T3和T4的作用过程 图片来源:tsu.tw在T4转化为T3的过程中,由于碘离子会转化为碘原子,从而产生过氧化氢(H2O2),此时则需要硒元素来中和自由基,以有效抵御中间产物对甲状腺的伤害,维持甲状腺的正常机能。同时,硒在脱碘酶中也起着关键的作用,这个酶的功能是将T4转换为T3。 简单来说,甲状腺激素的合成和发挥作用都必须经过硒,但实际上很多人体内都严重缺硒,我国72%的地区都处于缺硒或低硒地带。坚果、肉、鱼、贝类等能给人体提供优质的硒元素,需日常适当摄入。了解了甲状腺的工作机理后,让我们来探讨一下甲状腺异常是什么样的情况。甲状腺异常主要分哪些情况?甲状腺是脊椎动物体内一个非常重要的内分泌器官。常见的甲状腺异常有甲状腺功能亢进症(甲亢)、甲状腺功能减退症(甲减)、甲状腺结节等,严重的话,还可能会出现甲状腺癌。如果甲状腺过度活跃,使身体产生的甲状腺激素过多,就会导致甲亢。甲亢的症状包括焦虑或紧张、心跳加快、手抖、出汗过多、体重减轻、失眠等,在极罕见的情况下,甲亢甚至可能会导致突发性瘫痪,这种症状也被称为甲状腺毒性周期性麻痹。甲亢的症状:体重减轻、食欲增加、腹泻、头发细软、心动过速、焦虑紧张等甲减的原因恰恰相反,它是甲状腺不能产生足够的甲状腺激素而导致的。甲减的致病原因往往有两个:甲状腺炎症和服用了影响甲状腺激素生成的药物。甲状腺炎症会导致甲状腺细胞受损或死亡,进而无法产生足够的甲状腺激素。最常见的甲状腺炎症是由自身免疫引起的,比如桥本氏甲状腺炎。除了这两种常见的原因之外,甲减还可能是由于大脑垂体无法产生足够的促甲状腺激素(TSH)、缺碘、先天性甲状腺功能减退症等。甲减的症状因人而异,这取决于激素水平的异常程度和患病时间的长短。在有些情况下,甲减的症状非常轻微,比如疲劳、皮肤干燥、脱发、畏寒、记忆力减退等。这些症状往往在非甲减患者身上也会出现,而有些甲减患者甚至根本没有症状。此外,由于身体处于缺乏甲状腺激素的状态,大脑垂体会分泌过多的TSH,以促进甲状腺分泌更多激素。这种额外的TSH可能导致甲状腺变大,导致代偿性甲状腺肿大,也就是大家俗称的大脖子病的一种。甲减的症状 图片来源wiki.org甲状腺结节是甲状腺组织的异常过度生长导致的,往往为良性,恶性结节的情况相对少见。在患者体内,结节的数目往往是一个到多个不等。实际上,甲状腺结节非常常见,大约有50%以上的人在60岁时都会有甲状腺结节。甲状腺结节,图片来源yxj.org值得庆幸的是,一般情况下甲状腺结节都是良性,不会改变腺体的功能。当甲状腺结节确实产生症状时(最常见的症状是颈部肿块和吞咽困难),也可以采取一些有效的治疗方法。此外,如果结节较大,也可能出现呼吸困难、声音嘶哑和颈部疼痛等症状。在极少数较为严重的情况下,甲状腺结节中可能会分泌过多的T3和T4,这可能导致甲亢。甲状腺疾病更为严重的状况是甲状腺癌。甲状腺癌主要有四种类型:甲状腺乳头状癌、滤泡性甲状腺癌、甲状腺髓样癌、间变性甲状腺癌。其中,乳头状癌和滤泡性甲状腺癌属于分化良好的肿瘤,比较容易治愈。值得庆幸的是,分化不良和未分化的甲状腺肿瘤(间变性甲状腺癌)虽然具有侵袭性,容易发生转移,但是它们不太常见。甲状腺癌早期可能不会有什么症状,但随着肿瘤变大,患者可能会出现呼吸和吞咽困难、声音嘶哑、发烧、厌食、体重减轻等症状。甲状腺癌发病率有升高迹象甲状腺癌是全球范围内十分常见的内分泌癌。在过去的50年里,全球甲状腺癌的发病率一直在上升。自1990年以来,甲状腺癌发病率是所有癌症中发病率上升最快的。2019年的数据显示,全球约有23万例甲状腺癌病例,有4.5万例死亡。从1990年到2013年,全球年龄标准化甲状腺癌患病率增加了20%。当比较不同的全球区域时,发病率似乎有很大的差异,这可能与诊断方式、环境和个人因素的差异有关。此外,也可能受到医疗保健服务和国家统计等因素的影响。美国2022年甲状腺癌发病人数估计,截图来源:cancer.org值得注意的是,女性比男性的患病比例更高,这也许是因为女性的情绪波动比男性更为明显,导致女性的甲状腺负担相对更大。除此之外,随着年龄的增长,人们患甲状腺结节的概率也会升高。甲状腺疾病的诊断和治疗由于碘是T3和T4必须的元素之一,因此可以考虑控制碘的摄入来缓解甲亢,比如少吃鱼、海藻、虾等。此外,钠也和甲状腺的肿胀有关,因此患者也需要注意盐的摄入量。同时,多吃新鲜水果和蔬菜保证身体维生素和矿物质水平的稳定。在生活中,瑜伽、太极拳、自我催眠、冥想等措施也可以帮助患者放慢身体的节奏,缓解甲亢引发的症状。由于甲减的症状不像甲亢那样明显,因此甲减检测往往是依靠测量血液中的激素水平,主要指标是T4和TSH在血液中的含量。前文中也提到,甲减的症状因个体差异而有所不同,甚至有时即使患者感觉良好,他体内的激素水平也可能已经十分不正常。如果不及时治疗,长期的甲减可能会引发一系列的并发症,包括不孕不育、低密度脂蛋白(LDL)胆固醇升高和心理健康问题。在极少数情况下,还可能会导致严重的抑郁症、心力衰竭、骨质疏松、粘液性水肿昏迷等。而甲状腺结节的治疗,需要先判断结节中是否含有癌细胞(恶性甲状腺结节的概率不到5%),或者是否伴有其他症状。如果结节已经引发了颈部不适或者甲状腺激素水平过高,可能才需要治疗。而如果甲状腺结节并无癌细胞,也没有引发其他症状,医生往往会推荐采取定期体检的方案来观察。至于甲状腺癌的治疗也是因人而异,这与癌症阶段、年龄、健康状况等因素有关,常用于治疗甲状腺癌的方法有手术治疗、放射性碘治疗、内分泌抑制治疗、靶向治疗等。总的来说,甲状腺的健康关乎着我们每个人的生活质量,身体是革命的本钱,一定在日常生活中关注自己的甲状腺健康,给自己一个健康的甲状腺。作者:云梦伊(西湖欧米) 参考资料1. Hyperthyroidism: Symptoms, Causes, Treatment and Support .endocrineweb.com.https://www.endocrineweb.com/conditions/hyperthyroidism#symptoms2.What Is Hypothyroidism?.endocrineweb.com https://www.endocrineweb.com/conditions/hypothyroidism3. What Are Thyroid Nodules? .endocrineweb.com.https://www.endocrineweb.com/conditions/thyroid-nodules4.Thyroid Cancer Symptoms.endocrineweb.com.https://www.endocrineweb.com/conditions/thyroid-cancer/thyroid-cancer-symptoms5.National, sub-national, and risk-attributed burden of thyroid cancer in Iran from 1990 to 2019.Nature.https://www.nature.com/articles/s41598-022-17115-0
  • 除颜宁外,能让中国成为科技超级大国的“科技新星”还有谁?
    科学之星  “从古老的DNA到中微子和神经科学,中国的顶尖研究者们正在发挥巨大的影响——并提升着他们的祖国在全球科学界的地位。”  顶级空间科学官员胸怀远大研究计划  吴季:冲上云霄  中国科学院空间科学与应用研究中心主任  2011年1月11日,吴季得知他的中心,也是中科院下属机构之一,获得了一笔资金,支持研发一系列用于科学探索的航天器。这一通知是十多年来的研究、说服和国际合作的结晶。2016年的下一个任务是全世界首个研究量子纠缠现象的空间实验,并将发射硬X射线调制望远镜(HXMT)。  吴季相信空间科学会得到更稳定的支持来源——尤其是如果最近的那些卫星产出了理想的结果的话——因为中国的政治家和公众都愈发意识到了科学探索的重要性。 吴季说:“我们是个大国,应该对人类文明做出贡献。”  搭起一座沟通的桥梁  叶玉如:牵线搭桥  世界杰出女科学家  香港科技大学教授、理学院院长  中国科学院院士  叶玉如出生于香港,她在哈佛大学医学院攻读了博士学位,研究神经递质,并在那时找到了自己的科研志向。然后,她跨界进入生物技术行业,探索支持神经元存活和发育的神经营养因子。1993年,她携知识和经验回到故土,并加入了刚刚成立两年的香港科技大学。  自那时起,她通过自己的领导和研究工作,促进了香港科学和生物技术的发展。香港在1997年回归中国,她也见证了中国内地科学的蓬勃发展。现在,叶玉如正在搭起一座沟通内地的桥梁:她希望能接触到大量患有阿尔茨海默病等疾病的人口,以推进临床研究;培训同时具有临床医学和研究技能的人才,并在中国正在开展的一项大型脑计划中的承担重要角色。  他是载人深潜计划的领导者之一  崔维成:深海蛟龙  “蛟龙号”副总指挥  长江学者奖励计划”特聘教授  崔维成永远不会忘记他人生中最重要的一次下潜是乘坐蛟龙号深潜器,达到了太平洋马里亚纳海沟7000米的深度。崔维成说:“那里十分荒芜,但有种奇异的美感。”他是载人深潜计划的领导者之一。  崔维成的目标是到达地球上最深的所在:深达11000米的马里亚纳海沟底部的挑战者深渊。为了实现这一目标,他正领导着建造一艘更抗水压的三人深潜器——彩虹鱼号,预计将花费6100万美元(约合4亿元人民币)。  崔维成说,在2020年建成后,彩虹鱼号将供全世界科学家使用。“海洋属于全人类,而不是单个的国家。”  结构生物学家解码问题蛋白质  颜宁:晶体行家  2015年度长江学者特聘教授  赛克勒国际生物物理奖  中国第9届“青年女科学家奖”  作为一名顶尖的结构生物学家,颜宁每天都生活在那个世界里,研究蛋白质在原子层面如何工作。她说:“我成为结构生物学家几乎是命中注定的。”  颜宁在普林斯顿大学做了博士和博士后研究,并于2007年在清华大学设立了自己的实验室。当时她30岁,是全中国最年轻的女性正教授之一。她致力于解析镶嵌在细胞质膜上的蛋白质的结构,一个以难解而著称的问题。  与此同时,颜宁也成为了一位呼吁为女性和青年科学家提供更好条件的知名倡议者。颜宁说,在中国工作的优势之一是从来不用担心资金,并认为结构生物学在中国有光明的前景。“进步的空间是无穷的。”  计划将中国推向粒子物理研究的第一线  王贻芳:粒子能量  2016年基础物理学突破奖  意大利佛罗伦萨大学博士学位  在美国麻省理工学院核物理实验室任Research Staff  在美国斯坦福大学物理系任Research Associate  中国科学院“百人计划”  王贻芳有个计划,要将中国推向粒子物理研究的第一线。王贻芳是中国科学院高能物理研究所的所长,他想建造一座周长50-100千米的环形粒子对撞机,超越欧核中心周长27千米的大型强子对撞机(LHC)。  王贻芳说,他敢于申请这个计划,是因为大亚湾核反应堆中微子实验的成功。在2012年,他击败了各国的竞争对手,领导这项国际合作,测量出了一项决定中微子变化的参数。  他最优秀的品质之一是坚持,哈佛大学数学家丘成桐表示,“而且他往往都会成功。”  一位基因编辑专家试图通过改进重要农作物来实现自我价值  高彩霞:作物设计师  植物生物学家  在高彩霞曾在丹麦罗斯基勒市的丹农种子公司(DLF)从事植物基因工程工作。在任职的12年里,她实现了一次又一次的突破——完成了对几种性状的基因改造,包括控制重要草种的开花时间。  如今在北京,高彩霞解决了小麦基因编辑的难题。很快,她成为了世界上最优秀的小麦基因工程专家之一。与此同时,她的实验室培育的一种抗病小麦正在被一家美国公司进一步开发。  一位遗传学家用古人类的遗骸改写亚洲的史前史  付巧妹:基因组史学家  中国科学院古脊椎动物 与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室博士  付巧妹领衔的关于“古DNA解密现代人起源”的研究入选《自然》杂志“2014年度十大科学事件”之一,被评为“有理由庆贺”的科研成果之一 。  中国科学院古脊椎与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室的博士付巧妹参与了对这根现代人祖先腿骨的研究,并在近日以第一作者的身份在《自然》杂志上发表了题为《西伯利亚西部4.5万年现代人基因组》的文章。  从冰穹A上取回地球上最古老的冰  秦为稼:极地探索  中国极地研究中心副主任  1996年,秦为稼带领中国的第一支南极内陆考察队冲击冰穹A——南极大陆的最高点,也是被研究最少的区域之一。那是他对冰穹A的一系列远征中的第一次,这些考察累积为2009年中国南极昆仑站在冰穹A上落成。  展望未来,秦为稼希望中国能够从冰穹A上取回地球上最古老的冰,它有助于揭开南极冰盖的历史,并告诉我们冰盖曾发生过哪些变化。“只有到那时,”秦为稼说,“我们才能预测冰盖会对变化的气候作何反应。”  量子信息技术领域一颗冉冉升起的新星  陆朝阳:量子鬼才  英国剑桥大学博士  中国科学技术大学教授  陆朝阳是中国正在大力发展的量子信息技术领域一颗冉冉升起的新星,以量子纠缠研究闻名。维也纳量子科学与技术中心的量子物理学家安东蔡林格(Anton Zeilinger)将陆朝阳称作“光子纠缠鬼才”。  陆朝阳的目标是将量子纠缠扩展到可以用于计算的程度。“首次见证量子计算机的表现超过传统计算机会是非常激动人心的体验。”陆朝阳说。  顶级环保官员解决空气污染问题  陈吉宁:污染斗士  中国环境保护部 部长  1993年,在伦敦帝国学院取得博士学位后,陈吉宁在中国学术界步步升职,并在2012年成为了清华大学的校长。目前,就任中国环境保护部的部长。  陈吉宁长期致力于环境系统分析方面的研究工作,致力于将系统分析的方法和工具应用于环境工程、规划、管理和政策研究,特别是如何解决复杂环境问题的综合性评估及其中的不确定性问题。组织、承担和参与了多项国家攻关、重大专项、基础研究以及国际联合科研项目等。
  • 荧光显微技术实现深层观测实现新突破
    借助荧光显微技术,研究人员可以深入观察活体动物内部器官组织和活细胞,但该技术局限于被观测物的表面厚度不能超过1毫米。现在,德国专家发明了一种新方法,可以观测更厚表层下的活体动物器官组织。   利用动物蛋白质对光的选择吸收特性,科学家早已发明了用荧光显微镜观测活体动物内部器官组织和活细胞的技术,但光在动物内部组织的聚焦性能太弱,使显微镜下的图像变得非常模糊,因此这项技术一直局限于研究表层厚度不超过1毫米的活体。德国慕尼黑技术大学和海姆赫茨研究中心的研究人员利用自己开发的“多谱耦合层析摄影”技术(MSOT),成功地拍摄了清晰度很高、表层厚度超过6毫米的斑马鱼三维脊椎图。在这项新技术开发中,研究人员利用声波聚焦取代了光学聚焦来重构图像,这一技术突破将使未来研究大型活体动物的内部器官组织和活细胞成为可能。   通过荧光显微镜技术,科学家还可以对生物分子进行光学标注,研究在纳米尺度内的分子图像。研究人员利用这种方法可以减少荧光着色活体组织的背景干扰信号,未来不仅可以研究其它脊椎动物的细胞功能,还可用于开发直接针对动物器官和组织的新药。
  • 化石分析 科学仪器带我们回到过去
    四十六亿年前,世界混元。从单细胞生物到多细胞生物,无脊椎动物到脊椎动物,从四肢爬行到独立行走。生命发展至今是自然生命开花散叶、不断进化的结果,其中化石是重要亲历者和见证者。   化石是远古生物留在地壳中的动物、植物的遗体。它在形成的过程中部分生物成分被地下矿物质取代,仅留下碳质部分,物质形态较为稳定。化石距今实际年数主要是通过测定放射性元素的衰变量进而计算。放射性元素不受外界温度和压力的影响,恒定速度衰变。在一定时间内,放射性元素蜕变的分量和生成的元素具有相应比例。可以说,化石是生命密码,历经沧海桑田、见证时光变迁、讲述生命演化。随着生物科学的发展,化石的种类愈加丰富,可分为遗迹化石、实体化石、分子化石。   近日,杂志《自然》发表一项研究,动物界最原始的群类海绵可能早在8.9亿年前就在海洋中存在。这一结果相比于迄今为止已知的海绵化石早了3.5亿年。   在本次研究中,研究人员分析了从加拿大西北部珊瑚礁中提取的岩石样本,这些珊瑚礁距今有8.9亿年历史,它的主要组成是沉积碳酸钙的细菌。样本检测中,研究人员利用高分辨显微CT技术发现了含有方解石矿物晶体和被其包围的圆筒状结构分支网络,这些结构和角质海绵中的纤维骨架非常相似。这项研究侧面印证了9000万年前,角质海绵已经生活在碳酸钙珊瑚礁的表面和内部,这些结构正是那些角质海绵的化石残骸。值得一提的是,下一步研究中可再次证明确实是海绵躯体化石,那么此次发现说明原始动物在7.2亿—6.35亿年前的多个严峻冰期中存活了下来。   仪器带给考古、生物、地质研究极大的支持。此前,多项研究中均有科学分析仪器的身影,助力科学家研究、回溯地球生命发展历程。   云南大学和哈佛大学合作团队中的研究人员曾利用高分辨显微CT技术,扫描成像了寒武纪大附肢类节肢动物迷人林乔利虫头部口板等微小结构,并将其用和计算机三维手段复原。在检测、扫描、成像化石标本内部中,发现寒武纪时期,迷人林乔利虫进化出明显的、与现生节肢动物口板同源的结构,发育生物学中节肢动物软体构造研究打开了新视角。   科学院南京地质古生物研究所的研究人员也曾利用X射线断层无损扫描成像仪等无损仪器扫描侏罗纪化石层中两枚1.6亿年前的穗花杉化石植物,分析其构成及时期环境变化,并将相关的结果发表在《国家科学评论》杂志。   不仅如此, 科学院南京地质古生物研究所的研究人员还对6.1亿年前的胚胎化石的精细器官以及内部微组织进行断层扫描和三维立体重建,构建出其中数百个标本的立体结构,研究发现,笼脊球化石是已知的古老的与动物相关的胚胎化石,是动物由单细胞向多细胞演化的关键一步。   化石是神秘的无字天书,将生命铸写成一段史诗,镌刻在身上。而科学仪器就是显化“神器”。显微CT、 X 射线三维无损成像技术、由光学显微镜、电子显微镜、扫描电镜等多个科学仪器获取化石信息获取表面微结构,成为生物学、地质学研究中快速、无损检测的重要仪器,对研究时环境研究、地质状况、生物危害状况起着关键作用。   尘封的历史被科技打开,科学仪器领着人类走进未来,又回到过去。未来,技术、研究水平的提升中,相信科学仪器不仅攻关同步辐射硬 X 射线相衬微CT等技术难点,古老化石检测受损问题也会一并解决,科学仪器将解开更多未知秘密。
  • 《科学》封面重磅!能活200年的长寿奥秘 在太平洋底找到了!
    在太平洋沿海生活的岩鱼(rockfish),隐藏着一个关于长寿的奥秘:在137种岩鱼里,不同的种类之间有极大的寿命差异——有的只能活上10年左右,有的却能活上200年,两者的寿命足足差了20倍!这也让后者成为了最为长寿的脊椎动物之一。究竟是什么带来了惊人的长寿?今天最新一期《科学》杂志以封面论文的形式,向我们揭示了这种长寿背后的奥秘。来自加州大学伯克利分校的科学家们收集了88种岩鱼的组织样本,并做了全基因组测序,分析不同寿命的岩鱼之间,究竟是否存在着某些基因差异。在这些浩如烟海的遗传天书里,一幅千万年来适者生存的画卷在我们面前徐徐展开。首先,长寿的岩鱼里(活到105年以上),有着丰富的DNA修复通路。我们知道当生物体老去,就会不断积累DNA损伤,而这些损伤,又可能会进一步加速衰老的进程。如果能及时修复这些受损的DNA,就可以将基因组维持在“年轻态”,延缓衰老。与这个发现一致,那些短命的岩鱼(活不到20年)体内,则没有这些丰富的通路。在DNA修复通路之外,研究人员们也找到了137个和长寿相关的基因,它们会影响到胰岛素的信号、体型、以及对环境的适应情况。其中,与免疫调节有关的butyrophilin基因家族在长寿岩鱼里,拷贝数有明显增加。这是一种具有免疫抑制效果的基因,表明在长寿的种类里,不大出现炎症反应。这个发现也符合当前的长寿理论。一方面,随着机体的不断衰老,体内的炎症反应会越来越常见;另一方面,一些长寿的动物体内,炎症反应的水平确实比较低。更重要的是,研究人员们指出想要长寿,不能只看基因,还要看所处的环境。正如之前的基因分析所发现的那样,一些与长寿相关的基因让岩鱼体型更大,并且能生活在深海之中。这与它们的长寿相辅相成——深海环境下没有那么多捕食者,也更不容易因为微生物感染而生病。所以这些长寿的鱼才能放心大胆地减少体内炎症反应,它们的DNA修复通路才能起到更关键的作用。《科学》杂志对本研究有很高的评价。除了将它列为封面论文,还同期发表专文评述,介绍这一工作。评述中指出,即便人类相较其它脊椎动物而言已经算长寿了,但依旧可以从这些鱼类上学到更多。▲人类可以从长寿岩鱼里学到很多(图片来源:参考资料[3])比如我们可以提高DNA修复通路的活性,减少癌症的发生;又比如我们可以在合适的情况下,减少身体的炎症反应,从而减少对身体的负担;最后,我们还要构建良好的生活环境,养成良好的生活习惯,减少过早死亡。
  • 环保部发布11项生物多样性观测标准
    为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,保护生态环境,现批准《生物多样性观测技术导则 陆生维管植物》等11项标准为国家环境保护标准,并予发布。   标准名称、编号如下:   一、生物多样性观测技术导则 陆生维管植物(HJ 710.1-2014)   二、生物多样性观测技术导则 地衣和苔藓(HJ 710.2-2014)   三、生物多样性观测技术导则 陆生哺乳动物(HJ 710.3-2014)   四、生物多样性观测技术导则 鸟类(HJ 710.4-2014)   五、生物多样性观测技术导则 爬行动物(HJ 710.5-2014)   六、生物多样性观测技术导则 两栖动物(HJ 710.6-2014)   七、生物多样性观测技术导则 内陆水域鱼类(HJ 710.7-2014)   八、生物多样性观测技术导则 淡水底栖大型无脊椎动物(HJ 710.8-2014)   九、生物多样性观测技术导则 蝴蝶(HJ 710.9-2014)   十、生物多样性观测技术导则 大中型土壤动物(HJ 710.10-2014)   十一、生物多样性观测技术导则 大型真菌(HJ 710.11-2014)。   以上标准自2015年1月1日起实施,由中国环境科学出版社出版,标准内容可在环境保护部网站(bz.mep.gov.cn)查询。   特此公告。   环境保护部   2014年10月31日
  • 成果:古老蛋白“一招夺命”肿瘤细胞
    一次肿瘤细胞的意外死亡,让一种明星分子浮出水面。日前,在科技成果评价机构组织的鉴定会上,一种独特的免疫蛋白分子引起了评审专家的兴趣。“肿瘤细胞死亡时的照片上,周边有起泡的现象非常有意思。”国家重点研发计划首席科学家、南京大学李朝军教授表示,这个情况和细胞焦亡挺像,值得更进一步的研究和应用。“这种分子是在七鳃鳗的免疫系统中找到的,它能够识别出人体肿瘤细胞,并从外面打孔,让肿瘤细胞死亡。”研发团队带头人、辽宁师范大学原副校长李庆伟教授介绍,目前正利用这种明星分子推动癌症早筛工作。本想向肿瘤细胞学习,却把它杀死了七鳃鳗在地球上已经生活了5.5亿年,被戏称为“僵尸鱼”,介于无脊椎动物和脊椎动物之间。“我们想把七鳃鳗细胞和肿瘤细胞放在一起培养,借助肿瘤细胞增殖因子,帮助七鳃鳗细胞繁衍。”李庆伟回忆,没想到的是,肿瘤细胞都死亡了。换了不同的肿瘤细胞结果仍一样。研究团队感觉七鳃鳗细胞一定分泌了一种独特的物质,对肿瘤细胞是致命的。为了找到这种物质,团队大量收集细胞培养上清,通过蛋白质组学技术最终锁定了LIP蛋白。围绕这一蛋白的系统研究在后来的十几年中逐渐推展开——破解蛋白结构、解码对应DNA序列、分析蛋白结构中的不同功能… … 谜题一一解锁,但人们最关心的是:古蛋白究竟是怎么杀死肿瘤细胞的?古老蛋白“一招夺命”肿瘤细胞光学显微镜下,一场杀戮由近及远次第展开。“我们给LIP‘镀上’荧光,标记了荧光基团的蛋白分子进入肿瘤细胞培养液,能从显微镜下看到荧光迅速聚集到了肿瘤表面,肿瘤细胞膜随后破裂。”辽宁师范大学生命科学学院教授逄越展示的照片复盘了整个过程:肿瘤细胞表面出现了大的孔洞,肿瘤细胞里的内容物全部外泄,一招夺命。更有趣的结果发生在研究团队“打扫战场”时。他们把肿瘤细胞表面的古蛋白做了收集检测发现,杀伐时蛋白不单兵作战,而是“组团”的聚合体。“我们提出了识别、定位、聚集、杀伤的机制。”逄越说,研究表明聚合体越多杀伤作用越大。整个机制的解析花了团队5年时间,终于弄清楚,蛋白上“凝集素”的结构域负责“指认”,“气单胞菌溶素”结构域能深深地插入肿瘤细胞膜搞破坏。明星分子“小试牛刀”机制清晰,研究走到了应用阶段。团队决定先让明星分子小试牛刀,在检测领域做验证。健康中国行动要求强化癌症早筛。膀胱癌检测一直痛苦得让患者望而却步,不愿早筛,实现“滴尿”筛查将让癌症发现大大提前。“我们将明星分子做成了检测试纸。尿液中脱落的膀胱表皮细胞如果有肿瘤的迹象,马上会被预警。”辽宁师范大学生命科学学院副教授韩英伦告诉科技日报记者,团队先从学校职工体检的尿检入手建立了指示分子含量的对照表,然后与大连市的几家医院合作进行临床研究,肿瘤患者的值会高过正常值2—3倍。相关研究数据显示,利用LIP特异性识别肿瘤细胞技术,尿液检测膀胱癌的LIP免疫荧光试纸灵敏性达到85%,特异性可达92%,简单、快速、微量、无创。“国际上这类检测试剂不多,美国FDA目前有三款试剂盒上市。”评审专家、大连医科大学附属第二医院院长刘志宇教授表示,作为我国自主研发的检测产品,尤其是从靶点开始的源头创新,目前的研究进展令人震撼。评审专家一致认为,该项目具有完全自主知识产权,达到国际领先水平。据介绍,相关研究多年来得到科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、辽宁省高等学校重大科技平台等项目支持。
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