生命科學(xué)是一門發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉的前沿學(xué)科，與人民健康、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展有著密切關(guān)系，也被我國(guó)學(xué)術(shù)界視為在國(guó)際上最有影響力的學(xué)科之一，是最有可能實(shí)現(xiàn)從“跟跑”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;并跑”和“領(lǐng)跑”的學(xué)科。
為推動(dòng)生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展，充分展示和宣傳我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域的重大科技成果，中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體以“公平、公正、公開(kāi)”為原則開(kāi)展2023年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”項(xiàng)目評(píng)選工作，并現(xiàn)將擬入選項(xiàng)目予以公示。
2023年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”入選項(xiàng)目
2023年度“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”入選項(xiàng)目
通用型嫁接策略開(kāi)發(fā)神經(jīng)膚熒光探針工具包
2023年11月17日，北京大學(xué)李毓龍實(shí)驗(yàn)室在Science雜志在線發(fā)表了題為A tool kit of highly selective and sensitive genetically encoded neuropeptide sensors的研究論文報(bào)道了一種利用包含熒光報(bào)告模塊的第三胞內(nèi)環(huán)嫁接的策略，高效可通用地開(kāi)發(fā)了一系列神經(jīng)肽熒光探針工具包。
利用此策略，論文中開(kāi)發(fā)了一系列GRAB探針用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)常見(jiàn)研究的神經(jīng)肽的動(dòng)態(tài)變化，并展示了GRAB SST1.0和CRF1.0探針能夠以優(yōu)良的靈敏度、選擇性和時(shí)空分辨率在體外和體內(nèi)監(jiān)測(cè)神經(jīng)肽的動(dòng)態(tài)變化。這種靈活的工程策略和經(jīng)過(guò)優(yōu)化的神經(jīng)肽探針工具包為研究多種神經(jīng)肽在生理和病理狀態(tài)下的釋放、調(diào)控和功能鋪平了道路。
核孔復(fù)合體成熟度調(diào)控合子基因組激活
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/膜生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心孟安明院士課題組在《細(xì)胞》期刊在線發(fā)表題為“核孔復(fù)合體綜合成熟度調(diào)控合子基因組激活”的研究長(zhǎng)文。該研究以斑馬魚(yú)為模式動(dòng)物，首次提出了核孔復(fù)合體綜合成熟度是合子基因組激活的分子時(shí)鐘這一嶄新調(diào)控機(jī)制。
該研究通過(guò)定量
質(zhì)譜結(jié)合細(xì)胞生物學(xué)和生物
化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)斑馬魚(yú)早期胚胎發(fā)育過(guò)程中，與ZGA相關(guān)的母源轉(zhuǎn)錄因子的入核逐漸增加，在MBT之后達(dá)到最大值，并且mRNA翻譯積累、出核轉(zhuǎn)運(yùn)或被動(dòng)擴(kuò)散等并不是關(guān)鍵的調(diào)控因素。該研究為ZGA的發(fā)生機(jī)制提供了全新的解釋機(jī)制；同時(shí)也為核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)與功能研究提供了新的著手點(diǎn)。
衰老驅(qū)動(dòng)力解碼及靶向干預(yù)策略
2023年10月12日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧課題組、曲靜課題組和中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺課題組、任捷課題組合作，在 Cell Stem Cell 期刊發(fā)表了題為：Genome-wide CRISPR activation screening in senescent cells reveals SOX5 as a driver and therapeutic target of rejuvenation 的研究論文。
該研究首次通過(guò)基于人間充質(zhì)前體細(xì)胞(human mesenchymal precursor cell，hMPC)的全基因組功能增益(Gain-of-Function)篩選，鑒定出一系列促更生因子(rejuvenation factor)，其中轉(zhuǎn)錄因子SOX5為篩選名單中全新、強(qiáng)效的更生因子，它可通過(guò)靶向激活HMGB2的表達(dá)來(lái)重塑衰老細(xì)胞，重啟細(xì)胞活力?；赟OX5的基因療法或有望實(shí)現(xiàn)器官衰老的干預(yù)，助力延長(zhǎng)健康壽命。
干預(yù)帕金森病的新型靶向神經(jīng)調(diào)控技術(shù)
11月2日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院路中華、戴輯、鮑進(jìn)團(tuán)隊(duì)在《細(xì)胞》發(fā)表最新研究，他們提出了一種用于治療帕金森病的新型神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，即向大腦的黑質(zhì)腦區(qū)遞送可高效感染神經(jīng)元軸突的逆向AAV病毒，用以標(biāo)記上游紋狀體D1神經(jīng)元的軸突，而紋狀體D2神經(jīng)元的軸突遠(yuǎn)在蒼白球，因此在結(jié)構(gòu)上杜絕了被標(biāo)記的可能。隨后，用化學(xué)遺傳學(xué)手段對(duì)D1神經(jīng)元所在的“直接通路”進(jìn)行精準(zhǔn)活動(dòng)調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帕金森癥運(yùn)動(dòng)癥狀的靶向干預(yù)。
該技術(shù)重要的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)在于，這種策略可以高選擇性調(diào)控‘直接通路’，又不會(huì)干擾全腦和全身多種多樣的，且未受帕金森癥影響的多巴胺通路和相關(guān)功能，從而實(shí)現(xiàn)疾病干預(yù)的高度靶向性。在前期非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物上的實(shí)驗(yàn)表明，該療法在不影響大腦其他神經(jīng)環(huán)路的情況下，對(duì)帕金森病累及的關(guān)鍵神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行精準(zhǔn)靶向干預(yù)，為帕金森病臨床治療提供了潛在的全新策略。
解碼靈長(zhǎng)類基因天書(shū)，破譯生命演化謎題
為了填補(bǔ)靈長(zhǎng)類遺傳資源和進(jìn)化生物學(xué)機(jī)制方面的不足，中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所研究員吳東東在2018年攜手國(guó)內(nèi)外多家科研單位，發(fā)起靈長(zhǎng)類基因組計(jì)劃(PGP)。幾年來(lái)，圍繞靈長(zhǎng)類大尺度比較基因組學(xué)和復(fù)雜性狀演化、基因組多樣性、社會(huì)系統(tǒng)復(fù)雜性、物種形成、疾病變異位點(diǎn)演化等重大科學(xué)問(wèn)題，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系列原創(chuàng)性研究，并取得了重大成果。11篇重磅論文于6月2日發(fā)表在《科學(xué)》《科學(xué)·進(jìn)展》《自然·生態(tài)與演化》等國(guó)際期刊上。
聯(lián)盟成立以來(lái)，克服了數(shù)據(jù)龐大、算力不足、疫情中樣本采集難等重重難題，調(diào)用全國(guó)范圍內(nèi)的5個(gè)超算中心，新產(chǎn)生了來(lái)自11個(gè)科26個(gè)屬27個(gè)靈長(zhǎng)類物種的高質(zhì)量參考基因組，同時(shí)整合另外23個(gè)物種已公布的參考基因組，開(kāi)展了迄今為止規(guī)模最大、物種最全的靈長(zhǎng)類比較基因組學(xué)研究。
揭開(kāi)靈長(zhǎng)類早期胚胎發(fā)育黑匣子
利用食蟹猴胚胎體外培養(yǎng)模型，中外科研人員成功揭示靈長(zhǎng)類胚胎中晚期原腸運(yùn)動(dòng)至早期神經(jīng)胚發(fā)育階段胚胎的形態(tài)、細(xì)胞組分、轉(zhuǎn)錄組、DNA甲基化和染色質(zhì)可及性等特征。相關(guān)研究成果5月11日以封面文章的形式在線發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。
中科院動(dòng)物所/北京干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院研究員王紅梅表示，這項(xiàng)研究為靈長(zhǎng)類胚胎體外培養(yǎng)和基于干細(xì)胞構(gòu)建的“類胚胎”的體外培養(yǎng)提供了參考體系，為深入了解人類早期胚胎發(fā)育機(jī)制，以及早期胚胎發(fā)育異常相關(guān)疾病的病理研究提供了技術(shù)平臺(tái)。
腸道菌源宿主同工酶是調(diào)控代謝性疾病的新靶點(diǎn)
北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院/北京大學(xué)第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究院姜長(zhǎng)濤教授團(tuán)隊(duì)與多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)合作，于2023年8月4日在Science雜志在線發(fā)表了題為Microbial-host-isozyme analyses reveal microbial DPP4 as a potential antidiabetic target的研究論文，首次提出了腸道菌源宿主同工酶新概念，發(fā)現(xiàn)菌源宿主同工酶在腸道中的廣泛存在，可以模擬宿主酶的功能，并參與疾病的發(fā)生發(fā)展。
其中，菌源DPP4是一種重要的同工酶，可以在腸屏障損傷條件下進(jìn)入腸組織，降解宿主活性GLP-1，誘導(dǎo)糖耐量異常。宿主DPP4抑制劑西格列汀無(wú)法有效抑制菌源DPP4活性，是西格列汀臨床治療響應(yīng)性個(gè)體差異大的重要原因。進(jìn)一步，通過(guò)高通量藥物篩選以及深入的功能驗(yàn)證，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了首個(gè)對(duì)菌源DPP4具有高活性和強(qiáng)選擇性的小分子抑制劑Daurisoline-d4，可以通過(guò)特異性抑制菌源DPP4，改善糖耐量異常。
創(chuàng)立鼻咽癌"減毒增效"的治療新策略
中山大學(xué)腫瘤防治中心馬駿教授團(tuán)隊(duì)牽頭完成并發(fā)布的一項(xiàng)研究給出了權(quán)威答案——通過(guò)創(chuàng)新“減毒”技術(shù)，使鼻咽癌患者內(nèi)側(cè)組咽后淋巴結(jié)區(qū)豁免放療，可確保療效并顯著改善生活質(zhì)量。
該研究創(chuàng)新性地提出了鼻咽癌患者內(nèi)側(cè)組咽后淋巴結(jié)區(qū)的豁免放療“減毒”新技術(shù)，有效減少了咽縮肌等吞咽相關(guān)結(jié)構(gòu)的照射，確保了患者治療效果不降低的同時(shí)，明顯減少毒副反應(yīng)，提高了患者生活質(zhì)量，將使99%鼻咽癌患者從中受益，今后有望改寫臨床鼻咽癌治療指南。
植物遠(yuǎn)緣雜交過(guò)程中"花粉蒙導(dǎo)效應(yīng)"的分子機(jī)制
2023年10月7日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、新基石科學(xué)實(shí)驗(yàn)室瞿禮嘉/鐘聲團(tuán)隊(duì)在Cell期刊在線發(fā)表了題為“Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas”的研究論文，在分子水平上解析了擬南芥柱頭識(shí)別并接受自己花粉以及近緣花粉而不接受遠(yuǎn)緣花粉的機(jī)制，提出了柱頭-花粉間識(shí)別與信號(hào)交流的“鎖-鑰模型”，闡明了柱頭處的種間/屬間生殖障礙形成的機(jī)理，完美解釋了“花粉蒙導(dǎo)效應(yīng)”。
該項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是植物生殖生物學(xué)和植物遠(yuǎn)緣雜交領(lǐng)域的重大突破，不僅揭示了植物在柱頭處關(guān)鍵生殖雜交屏障建立的分子基礎(chǔ)，還清楚地解析了上世紀(jì)提出的“花粉蒙導(dǎo)效應(yīng)”，從而找到了一種簡(jiǎn)單、有效的方法打破植物柱頭處的關(guān)鍵生殖障礙。這對(duì)于未來(lái)我們打破植物種間/屬間生殖隔離、實(shí)現(xiàn)植物遠(yuǎn)緣雜交、為農(nóng)業(yè)、園藝等領(lǐng)域創(chuàng)制全新的種質(zhì)資源具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。
人體器官芯片及多模態(tài)精準(zhǔn)測(cè)量方法構(gòu)建
東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)、數(shù)字醫(yī)學(xué)工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、江蘇運(yùn)動(dòng)健康研究院院長(zhǎng)顧忠澤教授代表團(tuán)隊(duì)作了《用“芯”呵護(hù)生命——全球首個(gè)人體器官芯片醫(yī)藥大模型》專題分享，向外界發(fā)布了全球首個(gè)人工智能和人體器官芯片結(jié)合的大模型成果。
目前，團(tuán)隊(duì)在器官芯片的高精度跨尺度三維打印、功能性細(xì)胞外支架材料、細(xì)胞力成像、人工智能算法等關(guān)鍵核心技術(shù)上已實(shí)現(xiàn)自主可控。團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了腫瘤、皮膚、心臟、血管等多種器官芯片，芯片和
成像系統(tǒng)目前已在恒瑞醫(yī)藥、江蘇省疾控中心和江蘇省腫瘤醫(yī)院等多家單位使用。團(tuán)隊(duì)研發(fā)了中國(guó)第一個(gè)進(jìn)入空間站的血管芯片，提交了中國(guó)第一例基于心臟芯片的新藥臨床試驗(yàn)申請(qǐng)，牽頭了中國(guó)第一個(gè)器官芯片標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，建立了中國(guó)第一個(gè)器官芯片數(shù)據(jù)庫(kù)。
(資料參考來(lái)源：中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體、科技日?qǐng)?bào)等)
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