生物大分子凝聚態(tài) 調(diào)控細(xì)胞命運可塑性

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

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

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

全球林棲脊椎動物滅絕債務(wù)始于第二次工業(yè)革命

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

全球林棲脊椎動物的滅絕債務(wù)始于19世紀(jì)中葉

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

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

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

我國首艘超深水科考鉆探船實現(xiàn)主船體貫通

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

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

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

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

決定種子活力的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制被揭示

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

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

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

世界鯧屬魚類物種多樣性和地理分布格局被揭示

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

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

中國是鯧屬漁業(yè)資源捕撈和利用大國

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

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