本刊記者 王銀鳳

2010：《Science》的中國(guó)聲音（下）

本刊記者 王銀鳳

《Science》雜志現(xiàn)任主編Bruce Michael Alberts博士，1938年生于美國(guó)伊利諾伊州芝加哥市，畢業(yè)于美國(guó)哈佛大學(xué)獲得生物化學(xué)學(xué)士學(xué)位。1965年獲得哈佛大學(xué)博士學(xué)位。普林斯頓大學(xué)任職10年后，1976年就職加州大學(xué)舊金山分校至今。1993至2005年連任兩屆美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院長(zhǎng)。曾任國(guó)際科學(xué)院(InterAcademy)的共同主席及美國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)(American Society of Cell Biology)的主席。迄今為止，共發(fā)表研究論文150余篇，美國(guó)一本最主要的教科書(shū)——《細(xì)胞的分子生物學(xué)》(Molecular Biology of the Cell)的原創(chuàng)作者，對(duì)染色體復(fù)制起關(guān)鍵作用的蛋白復(fù)合物研究做出重要貢獻(xiàn)。2008年3月，出任《Science》主編。

《Science》雜志每周發(fā)表約20篇論文，競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。由于版面所限，很多高水平論文在沒(méi)有得到同行評(píng)議之前就被退回。每年，大約有7000篇論文稿件投到《Science》編輯部，但是只有15%左右能被錄用，其中70%來(lái)自美國(guó)，其余來(lái)自歐洲和亞洲。目前，《Science》編輯部正在增加美國(guó)之外的論文稿件的發(fā)表比率。投稿被錄用的原則是論文必須對(duì)科技進(jìn)步有大范圍。來(lái)稿必須簡(jiǎn)潔明了，應(yīng)讓不同學(xué)科的讀者看懂?！禨cience》優(yōu)先考慮內(nèi)容新穎，且具有跨學(xué)科意義的文章。

稿件首先被分配到在華盛頓或英國(guó)劍橋的《Science》文稿編輯手中。大多數(shù)來(lái)稿還須經(jīng)一兩名審稿編委會(huì)（Board of Reviewing Editors）成員就其是否適合在《Science》上發(fā)表打分。審稿編委會(huì)成員都是仍在從事科研工作的相應(yīng)領(lǐng)域的專(zhuān)家?！禨cience》的編輯在決定是否送來(lái)稿做同行評(píng)議時(shí)，會(huì)參考審稿編委打的分。編委認(rèn)為不適合發(fā)表的來(lái)稿不再送同行評(píng)議，編輯將在兩三個(gè)星期內(nèi)將其退還給作者。一般情況下，只退插圖，不退文稿本身。

進(jìn)入同行評(píng)議過(guò)程的稿件將被送交兩名或幾名外部審稿人（outside reviewers）。送審之前，編輯部會(huì)通知審稿人并要求其在兩周內(nèi)將審稿意見(jiàn)返回。審稿人會(huì)被告知，不得利用審稿的特權(quán)泄露或利用稿件內(nèi)容。《Science》的同行評(píng)議是匿名的。責(zé)任編輯從技術(shù)角度、文章對(duì)其學(xué)科本身的重要性、其所具有的普遍科學(xué)意義以及與其他正在考慮或已經(jīng)考慮發(fā)表的文章比較，來(lái)對(duì)稿件進(jìn)行選擇。選用稿件時(shí)，編輯會(huì)優(yōu)先考慮內(nèi)容新穎并具有普遍意義的文章?！禨cience》也試圖保持其各學(xué)科內(nèi)容的平衡。

原則上被選用的稿件，編輯部要求作者根據(jù)審稿人意見(jiàn)修改稿件，并按照編輯的意見(jiàn)在文字上適當(dāng)改動(dòng)，以使文章的表述更準(zhǔn)確、清楚，還要嚴(yán)格遵守文章的篇幅限制。文章被錄用后，編輯還要進(jìn)一步加工以提高準(zhǔn)確性和條理性，必要時(shí)還會(huì)壓縮內(nèi)容。

吳孔明研究員 中國(guó)農(nóng)科院植物保護(hù)研究所

1964年生于河南省固始縣。1984年畢業(yè)于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)系。1987年獲浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)碩士學(xué)位。1987年至1992年，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所工作。1994年獲中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)兼植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、研究員。并任國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物安全委員會(huì)委員、農(nóng)業(yè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員等職。

長(zhǎng)期從事棉花害蟲(chóng)生物學(xué)與控制技術(shù)研究工作。先后獲得國(guó)家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)，主持完成的“棉鈴蟲(chóng)區(qū)域性遷飛規(guī)律與監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的研究與應(yīng)用”于2007年獲國(guó)家科技進(jìn)步2等獎(jiǎng)。1998年獲國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，1999年被農(nóng)業(yè)部授予有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，2006年獲第九屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)和國(guó)家杰出青年基金，2007年入選人事部“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”。先后主持科技部攀登計(jì)劃植保項(xiàng)目“棉鈴蟲(chóng)遷飛擴(kuò)散規(guī)律研究”專(zhuān)題（1994-1998）；973計(jì)劃植保項(xiàng)目“植物-害蟲(chóng)-天敵間的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制”（2000-2004）；“九五”863計(jì)劃“Bt棉花害蟲(chóng)發(fā)生規(guī)律及控制技術(shù)”課題（1998-2000）；“十五”863計(jì)劃“Bt棉花生態(tài)安全性”課題（2001-2003）；國(guó)家“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃“棉花主要病蟲(chóng)害綜合防治技術(shù)”課題（1999-2000）；“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃“棉花重要病蟲(chóng)害可持續(xù)控制技術(shù)”課題（2001-2003），Rockefeller基金會(huì)課題（2003-2004）和美國(guó)USDA課題（2003-2004）等10余項(xiàng)研究項(xiàng)目。先后獲國(guó)家和省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表研究論文120余篇，其中SCI國(guó)際刊物論文17篇

中國(guó)大面積種植轉(zhuǎn)基因棉花造成盲蝽大爆發(fā)

在中國(guó)北方一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)十年的研究中發(fā)現(xiàn)，種植轉(zhuǎn)基因棉花來(lái)殺死它的主要害蟲(chóng)棉鈴蟲(chóng)，但卻可能導(dǎo)致其它昆蟲(chóng)的大量爆發(fā)。上世紀(jì)90年代初期，棉鈴蟲(chóng)爆發(fā)嚴(yán)重打擊了棉花的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，使用殺蟲(chóng)劑控制棉鈴蟲(chóng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，造成每年數(shù)千例的中毒死亡事件，1997年，中國(guó)政府大力推廣種植轉(zhuǎn)基因棉花，它能產(chǎn)生一種來(lái)自綠芽孢桿菌（Bt）的毒素，可以有效殺死棉鈴蟲(chóng)。盲蝽是盲蝽科一些昆蟲(chóng)的統(tǒng)稱(chēng)，以前在中國(guó)北方只是一種數(shù)量較少、危害并不嚴(yán)重的害蟲(chóng)。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)自從1997年以來(lái)它們的數(shù)量增加了12倍。現(xiàn)在盲蝽成了北方地區(qū)的主要害蟲(chóng)。盲蝽的數(shù)量大量增加與大規(guī)模種植Bt轉(zhuǎn)基因棉花有很大的關(guān)系。這與引進(jìn)Bt轉(zhuǎn)基因棉花之后農(nóng)田里使用廣譜殺蟲(chóng)劑減少有關(guān)，盲蝽對(duì)Bt毒素并不敏感，當(dāng)農(nóng)民不再使用殺蟲(chóng)劑后它們就開(kāi)始興盛蔓延。盲蝽的爆發(fā)迫使農(nóng)民重新使用殺蟲(chóng)劑，目前他們使用殺蟲(chóng)劑的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到引進(jìn)Bt轉(zhuǎn)基因棉花前的2/3。由于蝽科蟲(chóng)子會(huì)吃范圍廣泛的植物，這種害蟲(chóng)現(xiàn)在第一次成為對(duì)其它作物（其中包括葡萄、蘋(píng)果、桃子和梨）的一種威脅。這些發(fā)現(xiàn)證明，針對(duì)某一特別害蟲(chóng)的害蟲(chóng)控制政策的改變會(huì)導(dǎo)致其它非目標(biāo)性害蟲(chóng)的擴(kuò)散，由此可見(jiàn)在貫徹大面積的病蟲(chóng)害治理策略之前分析這些可能性的重要性。譯文引自：Science 328, 1151-1154.

圖1. 本項(xiàng)研究在中國(guó)北方的觀測(cè)點(diǎn)。

方 忠研究員 中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

戴 希研究員 中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

磁性拓?fù)浣^緣體中的量子化反?；魻栃?yīng)

反?；魻栃?yīng)是固體基本遷移過(guò)程，起源于自旋軌道耦合。在量子反?；魻柦^緣體中，自發(fā)磁矩與自旋軌道耦合共同引起拓?fù)浞瞧椒搽娮咏Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致無(wú)外部磁場(chǎng)的量子化反?；魻栃?yīng)?；谧钤缭碛?jì)算，我們預(yù)測(cè)輝碲鉍礦石半導(dǎo)體Bi2Te3、Bi2Se3和Sb2Te3當(dāng)與過(guò)渡金屬元素（銅或鐵）將形成磁場(chǎng)有序絕緣體。與必須依賴(lài)自由載子斡旋磁耦合的傳統(tǒng)弱磁場(chǎng)半導(dǎo)體相比，這種磁場(chǎng)次序引起了以精確Chern數(shù)為特征的拓?fù)潆娮咏Y(jié)構(gòu)，霍爾電導(dǎo)以e2/h為單位被量子化（e為一個(gè)電子的電荷，h為Planck常數(shù)）。

圖2. 交換場(chǎng)增強(qiáng)下子帶頻結(jié)構(gòu)的演變。

汪 建研究員 深圳華大基因研究院

1954年出生。1987年獲北京中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合碩士學(xué)位，1988年至1989年，美國(guó)德克薩斯大學(xué)博士后。1989年至1990年，美國(guó)愛(ài)荷華大學(xué)博士后。1990年至1994年，美國(guó)華盛頓大學(xué)高級(jí)研究員。1994年6月回國(guó)創(chuàng)建北京GBI生物技術(shù)有限公司，任董事長(zhǎng)、總裁?，F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院遺傳所人類(lèi)基因組中心執(zhí)行主任、北京華大基因研究中心執(zhí)行主任、北京華大蛋白質(zhì)有限公司董事長(zhǎng)、北京基因組研究所副所長(zhǎng)、深圳華大基因研究院院長(zhǎng)。

王 俊研究員 深圳華大基因研究院

1977年生。1997年畢業(yè)于北京大學(xué)，2002年獲得北京大學(xué)生物信息學(xué)博士學(xué)位。1999年至今從事基因組學(xué)，生物信息學(xué)研究，組織實(shí)施了家蠶、家雞、家豬、水稻、炎黃等多個(gè)重大基因組計(jì)劃，在基因組組裝，基因注釋?zhuān)容^基因組，基因進(jìn)化，表達(dá)分析等方面取得多項(xiàng)研究成果。2008年獲國(guó)家杰出青年基金，先后獲得“中國(guó)科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)”、“中丹合作科學(xué)獎(jiǎng)”，“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程國(guó)家級(jí)人選”、“中國(guó)科學(xué)院重大創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等多項(xiàng)榮譽(yù)?，F(xiàn)任華大基因執(zhí)行總裁、深圳華大基因研究院常務(wù)副院長(zhǎng)，丹麥奧胡斯大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)研究所/南丹麥大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)生化及分子生物學(xué)系、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院客座教授。

50個(gè)人類(lèi)外顯子基因測(cè)序揭示高原適應(yīng)

通過(guò)將50個(gè)藏族人與低海拔漢族人群、高加索人群的基因進(jìn)行比對(duì)后發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了藏族人群適應(yīng)高原環(huán)境的關(guān)鍵基因。研究顯示,一系列基因在藏族人群的高原適應(yīng)中發(fā)揮作用，其中“EPAS1”基因可能起著關(guān)鍵作用。藏族人群特有的“EPAS1”基因不同于漢族人群，正是這種遺傳基因阻止了藏族人血紅蛋白濃度的過(guò)度升高，降低了各種高原性疾病發(fā)生的可能性。由于“EPAS1”基因與缺氧及血紅蛋白生成密切相關(guān)，對(duì)這一基因的研究還有可能對(duì)某些血液性疾病的治療帶來(lái)突破，并且還可應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員的篩選等方面。

弓背蟻與印度跳蟻基因組比較

在佛羅里達(dá)弓背蟻（Camponotus floridanus）的群體中，只有蟻后才會(huì)產(chǎn)下受精卵；當(dāng)該蟻后死亡時(shí)，該螞蟻的群體也隨之死亡。該蟻群中的其它螞蟻或是主要工蟻或是次要工蟻，它們有著不同的生理學(xué)和行為學(xué)差異。相反，在印度跳蟻(Harpegnathos saltator) 的群體中，蟻后與工蟻的身體差別沒(méi)有那么明顯，而且在蟻后死亡時(shí)，某個(gè)工蟻會(huì)進(jìn)而成為蟻后。研究人員對(duì)這兩種螞蟻的基因組進(jìn)行了測(cè)序，并對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了可能與諸如RNA介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和甲基化等基因調(diào)節(jié)的表觀變化有關(guān)的差異。研究人員認(rèn)為，這一研究除了對(duì)造成這兩種螞蟻的不同等級(jí)間存在分子差異的原因提供了線(xiàn)索之外，它還建立了一個(gè)研究衰老和行為的表觀遺傳學(xué)的新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

圖3. 基于單拷貝蛋白最大相似性分析的螞蟻蛋白組進(jìn)化樹(shù)(左)，與其他昆蟲(chóng)的同源關(guān)系（右），人作為對(duì)照。

黃 俊教 授 浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院

2001年畢業(yè)于南開(kāi)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。2006年獲得北京大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)博士學(xué)位。2006年至2009年美國(guó)耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后。2009年7月至2009年12月美國(guó)安德?tīng)柹┌Y研究中心博士后。2010年至今，浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院教授、研究員，博士生導(dǎo)師。

主要研究癌癥發(fā)生的分子機(jī)制。維持基因組的穩(wěn)定對(duì)于細(xì)胞存活并抑制腫瘤的發(fā)生起著重要作用。為此，細(xì)胞建立了精密的分子信號(hào)傳導(dǎo)通路如DNA損傷監(jiān)測(cè)點(diǎn)（DNA Checkpoint）和DNA修復(fù)通路（DNA Repair）并通過(guò)它們之間的相互協(xié)調(diào)來(lái)保持基因組的穩(wěn)定。然而，DNA checkpoint)如何同DNA repair，特別是同源重組 (Homologous Recombination)修復(fù)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)還不清楚。因此，深入研究這些信號(hào)通路不僅能夠促進(jìn)我們了解腫瘤的發(fā)生機(jī)制，而且對(duì)于進(jìn)一步的藥物治療都具有重要的意義。

FAN1以FANCI-FANCD2的方式促進(jìn)DNA鏈間交聯(lián)修復(fù)

DNA交聯(lián)損傷的檢測(cè)和修復(fù)主要由一組FA (Fanconi anemia)蛋白來(lái)完成。FA蛋白得名于一種罕有的常染色體遺傳病：范可尼貧血癥，在范可尼貧血癥的病人中，F(xiàn)A蛋白以各種突變體形式存在，因而導(dǎo)致DNA交聯(lián)損傷無(wú)法得到修復(fù)?；加蟹犊赡嶝氀Y的病人會(huì)在年幼時(shí)發(fā)病，出現(xiàn)嚴(yán)重的再生障礙性貧血癥狀，癌癥，以及多發(fā)性先天畸形。FA蛋白包括分別由FANC-A，B，C，E，F(xiàn)，G，L和M組成的FA核心復(fù)合體以及FANCI和FANCD2組成的ID復(fù)合體。在DNA交聯(lián)損傷產(chǎn)生后，F(xiàn)A核心復(fù)合體被上游的蛋白激酶ATR所激活，從而單泛素化底物FANCI和FANCD2。一直以來(lái)，科學(xué)家們認(rèn)為修飾后的ID復(fù)合物可能通過(guò)招募特定的關(guān)鍵蛋白，完成對(duì)交聯(lián)處DNA的識(shí)別和核苷酸的切除，從而得到適合重組修復(fù)的DNA底物。然而，對(duì)這一重要的DNA損傷修復(fù)信號(hào)通路的研究卻因?yàn)檫@一關(guān)鍵蛋白的缺失而停滯不前。FA途徑的中心事件是FANCI-FANCD2（ID）蛋白復(fù)合物的單泛肽化。浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院黃俊教授和美國(guó)M.D.安德森癌癥中心陳俊杰教授合作表征了一個(gè)先前未識(shí)別的促進(jìn)鏈間交聯(lián)修復(fù)的核酸酶，F(xiàn)A相關(guān)核酸酶1。該酶同時(shí)具有泛素結(jié)合活性的鋅指結(jié)構(gòu)域以及核酸酶內(nèi)切酶結(jié)構(gòu)域的，通過(guò)與泛素分子的直接相互作用，F(xiàn)AN1被活化的ID復(fù)合體招募到DNA交聯(lián)損傷位點(diǎn)，并通過(guò)其內(nèi)切核酸酶的活性對(duì)損傷位點(diǎn)進(jìn)行剪切，從而得到適合重組修復(fù)的DNA底物。用siRNA對(duì)FAN1的表達(dá)進(jìn)行阻斷后，細(xì)胞表現(xiàn)出對(duì)引起DNA雙鏈間交聯(lián)的藥物如MMC極度敏感, 這一現(xiàn)象與范可尼貧血癥病人體內(nèi)的FA蛋白突變細(xì)胞完全一致，進(jìn)一步證明了FAN1在FA信號(hào)通路中關(guān)鍵作用。這一研究成果填補(bǔ)了DNA交聯(lián)損傷修復(fù)通路遺留的一個(gè)最大空缺，并為范可尼貧血病人的診斷和治療提供了一個(gè)新的分子靶標(biāo)。

圖4. 依賴(lài)于ZNF結(jié)構(gòu)域和ID復(fù)合體單乙酰化的FAN1精確定位。

邵 峰高級(jí)研究員 北京生命科學(xué)研究所

1996年畢業(yè)于北京大學(xué)技術(shù)物理系應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)。1999年獲得中國(guó)科學(xué)院生物物理所分子生物學(xué)碩士。2003年獲得美國(guó)密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)博士。2003年至2004年美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院博士后。2004年至2005年哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后。2005年至2009年北京生命科學(xué)研究所研究員。2009年至今，北京生命科學(xué)研究所高級(jí)研究員。

研究興趣集中在病原細(xì)菌感染宿主和宿主先天性免疫防御的分子機(jī)制。對(duì)于細(xì)菌感染來(lái)說(shuō)，通過(guò)特殊的分泌系統(tǒng)向宿主細(xì)胞中注入毒素效應(yīng)蛋白是病原細(xì)菌普遍采用的重要致病機(jī)制。這些效應(yīng)蛋白往往以非常有效的方式作用于宿主信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵分子，使其發(fā)生功能紊亂。效應(yīng)蛋白的作用有利于細(xì)菌在宿主中的生存和進(jìn)一步感染。我們的研究以多種臨床上常見(jiàn)的病原菌為模式，著眼于發(fā)現(xiàn)并揭示效應(yīng)蛋白在抑制真核細(xì)胞重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一些新的、較為普遍的生物化學(xué)機(jī)制。實(shí)驗(yàn)室最近的研究工作在這方面取得了一系列的突破和發(fā)現(xiàn)。1) 來(lái)源于Shigella、Salmonella和植物假單胞桿菌的OspF家族三型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白通過(guò)一種嶄新的磷酸化蘇氨酸裂合酶的活性，特異性地、不可逆地“去磷酸化”宿主MAPK激酶并使其失活,從而抑制宿主細(xì)胞因子的表達(dá)。2)Legionella的四型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白LegK1能模擬宿主中的IKK激酶而磷酸化IκBa蛋白，并誘導(dǎo)其被泛素化和降解，進(jìn)而激活NF-κB通路并對(duì)巨噬細(xì)胞凋亡產(chǎn)生抑制作用。3) 三型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白CHBP（Burkholderia）和Cif（E. coli）特異性地修飾（脫氨）泛素和泛素樣蛋白NEDD8中Gln-40。這種修飾能有效地阻斷宿主泛素-蛋白酶體通路并導(dǎo)致諸如細(xì)胞周期等重要細(xì)胞生理過(guò)程發(fā)生功能紊亂。

細(xì)菌效應(yīng)分子家族誘導(dǎo)的泛素/NEDD8的谷氨酰胺脫氨基作用和功能異常

來(lái)自類(lèi)鼻疽桿菌的CHBP和來(lái)自致病性大腸桿菌的Cif是一類(lèi)具有木瓜蛋白酶催化結(jié)構(gòu)域的三型分泌效應(yīng)蛋白，這類(lèi)效應(yīng)分子具有阻斷宿主細(xì)胞周期的活性。北京生命科學(xué)研究所邵峰研究員所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)CHBP是真核生物泛素途徑的潛在抑制子。在體外和類(lèi)鼻疽桿菌細(xì)胞內(nèi)，CHBP作為脫酰胺酶可以特異性并有效地對(duì)泛素和類(lèi)泛素NEDD8的Gln40脫氨基。脫氨基的泛素分子喪失了形成泛素鏈的活性。Cif選擇性脫NEDD8的氨基，這消除了Cull-RING型泛素連接酶（CRLs）的活性。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，泛素化和依賴(lài)泛素的多種CRL底物的降解被Cif抑制。在真核細(xì)胞中直接異位表達(dá)脫氨化的NEDD8能夠模擬致病性大腸桿菌的感染作用，這些作用包括Cullin底物的特異性積累，細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)受到抑制，以及細(xì)胞出現(xiàn)很強(qiáng)的應(yīng)力纖維。

圖5. 在EPEC感染過(guò)程中，NEDD8脫酰氨基與Cif誘導(dǎo)的細(xì)胞病變效應(yīng)相關(guān)聯(lián)。

夏國(guó)良教 授 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院

1983年畢業(yè)于寧夏農(nóng)學(xué)院畜牧獸醫(yī)系。1988年獲得北京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物生理生化博士學(xué)位，從事生殖內(nèi)分泌學(xué)的研究。1991年至1994年，公派到丹麥國(guó)家教學(xué)研究醫(yī)院（Rigshospitalet）生殖生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室做博士后研究工作，師從國(guó)際著名胚胎學(xué)家Anne Grete Byskov教授。從事胚胎卵巢中卵細(xì)胞的發(fā)育和調(diào)節(jié)的研究。1994年回到母校中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工作，并在當(dāng)年破格提升為教授。教育部長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授，國(guó)家杰出青年基金獲得者。現(xiàn)任中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家“211工程”項(xiàng)目“畜禽細(xì)胞與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”負(fù)責(zé)人。

研究結(jié)果已發(fā)表科研論文90余篇，其中在國(guó)內(nèi)外重要的SCI源期刊中發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。論文被國(guó)外引用200余次。主編《生殖生物學(xué)》專(zhuān)著一部。除此之外還擔(dān)任中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)編輯委員會(huì)副主任、主編，中華中西醫(yī)雜志常務(wù)編委、動(dòng)物學(xué)雜志編委，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家“211工程”項(xiàng)目“畜禽細(xì)胞與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室”負(fù)責(zé)人。中國(guó)生殖生物學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)生理學(xué)會(huì)理事、中國(guó)動(dòng)物學(xué)會(huì)教學(xué)工作委員會(huì)委員，中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)動(dòng)物生理生化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所國(guó)家重點(diǎn)“生殖生物學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，內(nèi)蒙古大學(xué)“哺乳動(dòng)物胚胎工程及生物技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員等學(xué)術(shù)工作，寧夏大學(xué)“分子生物學(xué)及生物技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任。

研究方向：促性腺激素刺激卵母細(xì)胞成熟過(guò)程中的作用途徑及機(jī)理，促卵母細(xì)胞成熟物質(zhì)(MAS)對(duì)豬卵母細(xì)胞成熟質(zhì)量影響的研究，MAS對(duì)初級(jí)卵泡或腔前卵泡內(nèi)卵母細(xì)胞成熟的研究，轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)的FSH、LH對(duì)卵泡發(fā)育和卵母細(xì)胞成熟和胚胎發(fā)育的影響，胚胎卵巢卵細(xì)胞/卵泡發(fā)育機(jī)制及胚胎卵巢體外再生（Reorganization）的研究。

小鼠卵母細(xì)胞中粒層細(xì)胞配體NPPC及其受體NPR2維持減數(shù)分裂

現(xiàn)代生物技術(shù)在動(dòng)物繁殖領(lǐng)域及人類(lèi)輔助生殖的應(yīng)用中，成熟卵母細(xì)胞的質(zhì)量至關(guān)重要。以往研究發(fā)現(xiàn)，正常卵巢卵泡中的卵母細(xì)胞一直停滯于減數(shù)分裂的前期，不能成熟，只有在促性腺激素周期性排卵前峰的作用下才能成熟和排卵。卵母細(xì)胞成熟的機(jī)制一直是生殖生物學(xué)研究的重點(diǎn)。什么原因抑制了卵母細(xì)胞的成熟，一直是一個(gè)未解之謎。日前，由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室夏國(guó)良教授課題組和美國(guó)Jackson研究所John Eppig教授課題組合作，利用自發(fā)突變小鼠模型開(kāi)展研究。他們發(fā)現(xiàn)，卵泡中的顆粒細(xì)胞分泌 C-型鈉肽，該物質(zhì)通過(guò)其受體 NPR2產(chǎn)生 cGMP阻止卵母細(xì)胞內(nèi)cAMP的降解，從而抑制了卵母細(xì)胞的成熟。只有當(dāng)周期性促性腺激素峰出現(xiàn)時(shí)下調(diào)了C-型鈉肽的分泌，才能解除其對(duì)卵母細(xì)胞成熟的抑制，進(jìn)而引起卵母細(xì)胞的成熟和排卵。他們的研究結(jié)果證實(shí)，C-型鈉肽及其受體NPR2缺失將導(dǎo)致卵泡中卵母細(xì)胞的提前成熟。這一研究為揭示卵母細(xì)胞成熟的分子機(jī)制提供了重要的理論依據(jù)；對(duì)于揭示促性腺激素精確調(diào)控卵母細(xì)胞成熟與排卵的同步化，以及雌性的正常受精等機(jī)理具有重要的生物學(xué)意義；為今后人類(lèi)卵巢早衰和卵巢多囊癥的發(fā)病機(jī)理研究提供重要的理論參考；同時(shí)也為動(dòng)物高效繁殖技術(shù)的應(yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。

圖6. Npr2cn-2J/Npr2cn-2J和NppClbab/NppClbab基因突變小鼠卵巢的囊狀卵泡中捕獲到的不能保持減數(shù)分裂的細(xì)胞。

劉 力研究員 中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所

1989年畢業(yè)于南開(kāi)大學(xué)。1996年獲中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所博士學(xué)位。1997年，獲洪堡獎(jiǎng)學(xué)金在德國(guó)維爾茲堡大學(xué)做博士后。1999年入選中科院“百人計(jì)劃”。負(fù)責(zé)承擔(dān)了科技部973項(xiàng)目子課題、國(guó)家基金委杰出青年基金項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新方向性項(xiàng)目等。

主要研究方向：以果蠅為模型，在“基因、腦、行為”的框架下，采用分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和行為學(xué)相結(jié)合的方法，主要研究（1）學(xué)習(xí)記憶及基本認(rèn)知過(guò)程的細(xì)胞分子機(jī)制；（2）神經(jīng)系統(tǒng)特定結(jié)構(gòu)的功能以及與行為的關(guān)系。

近期主要工作和進(jìn)展：在自然界中，果蠅可以根據(jù)圖形本身所具有的一些參數(shù)，如大小、顏色、重心高度和圖形朝向等，來(lái)完成對(duì)相應(yīng)視覺(jué)圖形的識(shí)別并形成記憶。但是基于這種圖形識(shí)別的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么，也就是果蠅腦中神經(jīng)元是如何構(gòu)成功能回路來(lái)完成記憶的，我們卻還不了解。最近其采用遺傳學(xué)方法將特定的腦結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系起來(lái)，首次證明了果蠅中心腦區(qū)－扇形體結(jié)構(gòu)，參與調(diào)節(jié)視覺(jué)圖形的識(shí)別過(guò)程。扇形體內(nèi)的兩層水平平行片狀結(jié)構(gòu)由兩組神經(jīng)元的末梢分支構(gòu)成，它們分別具有記憶圖形的重心高度信息和記憶圖形朝向信息的功能，從而使果蠅有效地分辨重心或朝向不同的圖形。這一發(fā)現(xiàn)表明：果蠅個(gè)體很小，腦功能卻相當(dāng)復(fù)雜，其視覺(jué)記憶功能需要腦中特定神經(jīng)元形成回路來(lái)完成。這項(xiàng)工作也使果蠅成為了研究神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的模型之一。

兩對(duì)中央的神經(jīng)元在大腦控制果蠅天生的光傾向

動(dòng)物行為是具有相當(dāng)靈活性的，可以隨著環(huán)境，營(yíng)養(yǎng)狀況，年齡等因素的變化而大幅度調(diào)整變化。但是，外在和內(nèi)在的條件是如何改變動(dòng)物的天性的？其神經(jīng)基礎(chǔ)并沒(méi)有完全被人們所了解。高等動(dòng)物包括人類(lèi)，其行為習(xí)性和偏好都會(huì)隨著外在因素如環(huán)境以及內(nèi)在因素如年齡之類(lèi)的變化而發(fā)生劇烈變化。比如，人類(lèi)的愛(ài)和恨，常常會(huì)隨著內(nèi)在和外在的因素變化而發(fā)生轉(zhuǎn)化。與此類(lèi)似，無(wú)脊椎動(dòng)物如果蠅的幼蟲(chóng)，隨著年齡的變大，那些年幼時(shí)曾經(jīng)喜歡呆在黑暗處的幼蟲(chóng)在年長(zhǎng)后會(huì)偏好光線(xiàn)充足的地方。這種行為的變化可能是為了適應(yīng)自身的需要，年長(zhǎng)的幼蟲(chóng)需要離開(kāi)他們年幼時(shí)一直需要的食物（它們呆在食物里面光線(xiàn)不足的地方）而尋找明亮處適合結(jié)蛹的地方。偏好行為是動(dòng)物的最基本行為之一，但是對(duì)其神經(jīng)元回路決定機(jī)制的了解卻相對(duì)很少。我們的研究發(fā)現(xiàn)，增加這兩對(duì)神經(jīng)元的活性會(huì)促進(jìn)幼蟲(chóng)的避光行為，而抑制這兩對(duì)神經(jīng)元的活性則能夠逆轉(zhuǎn)幼蟲(chóng)的避光行為為趨光行為。這項(xiàng)工作是在偏好行為的神經(jīng)回路研究中第一次將神經(jīng)元回路延伸到第三級(jí)神經(jīng)元，為揭示果蠅幼蟲(chóng)光偏好行為乃至于其他偏好行為的神經(jīng)元機(jī)制奠定了重要基礎(chǔ)。

圖7. 三個(gè)Gal4標(biāo)記的神經(jīng)節(jié)抑制引發(fā)的正向幼蟲(chóng)趨光性。

駱清銘教 授 華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

1966年生于湖北。1986年畢業(yè)于西北電訊工程學(xué)院技術(shù)物理系。1986年至1993年在華中理工大學(xué)光電子工程系學(xué)習(xí)，先后獲光學(xué)專(zhuān)業(yè)理學(xué)碩士和物理電子學(xué)與光電子學(xué)專(zhuān)業(yè)工學(xué)博士學(xué)位。1993年11月起在華中科技大學(xué)工作。1993年至1999年任光電子工程系講師、副教授、教授，其間于1997年2月創(chuàng)建生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心。2000年8月起任生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。1999年受聘教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授(首批)，2000年榮獲國(guó)家杰出青年科學(xué)基金。1999年1月至2007年9月任生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)、院長(zhǎng)，2007年8月起任華中科技大學(xué)副校長(zhǎng)。2007年當(dāng)選國(guó)際光學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)士(SPIE Fellow)。

長(zhǎng)期從事信息光電子學(xué)與生物醫(yī)學(xué)交叉的學(xué)科（生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)）研究，具體研究方向包括：1）面向重大疾?。ㄈ缫认侔lzheimer disease 阿爾茨海默氏?。┰缙谠\斷與藥物研發(fā)的光學(xué)分子成像研究，2）認(rèn)知神經(jīng)活動(dòng)基本過(guò)程的光電成像研究。

獲美國(guó)等國(guó)外發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，主編專(zhuān)著1本，主編國(guó)際會(huì)議論文集5本。主持國(guó)家重大基礎(chǔ)研究（973）前期研究專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金等省部級(jí)以上項(xiàng)目十余項(xiàng)。主要學(xué)術(shù)兼職有國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)光學(xué)工程和儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科評(píng)議組成員、國(guó)家“十五”863計(jì)劃生物信息技術(shù)主題管理專(zhuān)家，科技部納米科技重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家委員會(huì)納米生物和醫(yī)藥組成員，中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)激光醫(yī)學(xué)分會(huì)主任委員, 國(guó)際《Journal of Biomedical Optics》雜志編委，《光電子·激光》和《激光生物學(xué)報(bào)》副主編，《紅外與毫米波學(xué)報(bào)》《Chinese Optics Letters》《中國(guó)醫(yī)療器械雜志》《中國(guó)激光醫(yī)學(xué)雜志》《航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程》《CT原理與應(yīng)用》等雜志編委，《國(guó)外醫(yī)學(xué)—生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè)》特邀編輯。多次擔(dān)任國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議主席和學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，兩次擔(dān)任香山科學(xué)會(huì)議執(zhí)行主席。曾榮獲第七屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)和全國(guó)優(yōu)秀科技工作者稱(chēng)號(hào)。

2010年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，由駱清銘主持責(zé)的“生物功能的飛秒激光光學(xué)成像機(jī)理研究”項(xiàng)目，獲2010年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

微光學(xué)分層成像法獲得小鼠大腦的高解析圖

神經(jīng)解剖結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是理解腦功能和功能障礙的基礎(chǔ)。然而，已有的圖像工具不能繪制中尺度水平神經(jīng)回路的腦整體結(jié)構(gòu)圖。華中科技大學(xué)Britton Chance生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心駱清銘教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組開(kāi)發(fā)了一種微光學(xué)分層成像法（MOST, Micro-optical Sectioning Tomography）系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供厘米級(jí)小鼠大腦完整的微米級(jí)分層成像。利用MOST，得到了高爾基染色的小鼠大腦整體三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，可以清楚地分辨神經(jīng)元的分層成像和空間定位及神經(jīng)突觸的走向。研究發(fā)現(xiàn)臨近的Purkinje細(xì)胞互相粘連在一起。顯微光學(xué)切片層析成像系統(tǒng)有望用于構(gòu)建不同腦疾病鼠全腦的圖片，及鼠全腦內(nèi)血管微循環(huán)的精細(xì)結(jié)構(gòu)網(wǎng)。結(jié)合熒光鼠腦樣本技術(shù)的進(jìn)展，還可以高分辨地獲得鼠腦功能連接圖譜。此外，顯微光學(xué)切片層析系統(tǒng)可以推廣應(yīng)用到對(duì)其他數(shù)厘米大小的昆蟲(chóng)、動(dòng)物的胚胎、局部器官、植物、甚至某些材料等進(jìn)行高分辨率三維結(jié)構(gòu)成像。

圖8. （A）微光學(xué)分層成像法的原理圖，（B）切片原理圖，（C）微光學(xué)分層成像法獲得的圖片堆棧。

董 奇教 授 北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)研究所

較大神經(jīng)模式相似性與更好的記憶有關(guān)

重復(fù)學(xué)習(xí)可以提高記憶力，但是這種提高背后的神經(jīng)機(jī)制卻不為人所知。北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)研究所董奇教授與美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校Russell Poldrack教授利用功能性核磁共振成像進(jìn)行大腦活性的代表性的相似性分析。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)多次學(xué)習(xí)，已被記住的臉和文字在很多大腦區(qū)域表現(xiàn)出較大的神經(jīng)活動(dòng)相似性，包括（但并不僅限于）那些平均活動(dòng)與隨后記憶相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。研究結(jié)果證明記憶力在相同的神經(jīng)性表現(xiàn)被再次激活時(shí)（而不是在激活模式顯得不同的時(shí)候）會(huì)更容易地保留在一個(gè)人的頭腦中。當(dāng)人在研究某東西或試圖將其銘記住的時(shí)候，他們會(huì)產(chǎn)生不同的神經(jīng)活動(dòng)模式。在這一記憶編碼時(shí)期的類(lèi)似的神經(jīng)活動(dòng)模式上表明，在以后某個(gè)日子會(huì)有較大的可能性回想起該段記憶。那些看來(lái)不相同的神經(jīng)活動(dòng)模式被人 們記住的可能性不大。譯文引自：Science 330, 97-101.

圖9.神經(jīng)模式相似性與詞的自由回憶相關(guān)。

沈 巖中國(guó)科學(xué)院院士 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所

張 學(xué)教 授 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所

家族性痤瘡γ-分泌酶基因突變

γ-分泌酶是由四個(gè)亞單位組成的膜內(nèi)蛋白水解酶，主要參與β-淀粉樣蛋白前體（APP）和Notch等重要跨膜蛋白的切割和水解過(guò)程。γ-分泌酶不僅是導(dǎo)致阿爾茲海默氏病關(guān)鍵因素之一，γ-分泌酶亞單位三個(gè)基因突變也是引發(fā)家族性反常性痤瘡的“元兇”。反常性痤瘡是毛囊的一種慢性炎癥性疾病，多發(fā)于腋下、腹股溝和頭面部，主要危害包括形成痛性皮膚膿腫及破相疤痕。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)6年的研究，對(duì)6個(gè)反常性痤瘡漢族人家系的成員進(jìn)行基因序列分析后發(fā)現(xiàn)，家族性反常性痤瘡可由包括早老素-1在內(nèi)的不同γ-分泌酶亞單位的編碼基因發(fā)生功能喪失性突變而引起。在6個(gè)家系中，研究發(fā)現(xiàn)，1個(gè)有編碼早老素-1的PSEN1基因的移碼突變，2個(gè)有編碼γ-分泌酶輔因子Pen-2的PSENEN基因的移碼突變，3個(gè)有編碼γ-分泌酶輔因子nicastrin的NCSTN基因的無(wú)義、移碼、剪接突變。這項(xiàng)研究成果與研究小鼠所得出的結(jié)論相符合。小鼠皮膚γ-分泌酶滅活后，會(huì)影響Notch1信號(hào)通路，從而引起與反常性痤瘡患者病變皮膚相似的組織病理改變。

譯文引自：Science 329, 61-64.

譯文引自：Science 329, 75-78.

譯文引自：Science 329, 1068-1071.

譯文引自：Science 329, 693-696.

譯文引自：Science 329, 1215-1218.

譯文引自：Science 330, 366-369.

譯文引自：Science 330, 499-502.

譯文引自：Science 330, 1404-1408.

譯文引自：Science 330, 1065.

圖10. 帶有反常性痤瘡相關(guān)突變的γ-分泌酶復(fù)合物的原理圖。