年度生命科学十大进展公布

年度生命科学十大进展公布
2021年01月21日 02:15 人民政协报

原标题:年度生命科学十大进展公布

新冠病毒主蛋白酶与抑制剂的复合物结构

本报记者 王硕

中国科协生命科学学会联合体近日公布2020年度“中国生命科学十大进展”。一些突破原创性突出、社会意义重大。

本年度评选项目由成员学会推荐,再经生命科学、生物技术和临床医学等领域同行资深专家评选,并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核最终确定。这是自2015年起,中国科协生命科学学会联合体第6个年度开展评选。

十大进展为:

一、揭秘蝗虫聚群成灾的奥秘

蝗灾对农业、经济和环境构成重大威胁。

中国科学院动物研究所康乐院士团队鉴定到一种由群居型蝗虫特异性挥发的气味分子4-乙烯基苯甲醚(4VA),并从多个层面证明4VA是飞蝗群聚信息素。

该研究被认为是昆虫学和化学生态学领域的一个重大突破,对世界蝗灾的控制和预测具有重要意义。研究中提出的基于昆虫化学感受操控的4种防治策略被认为是未来害虫绿色防控的新方向。

二、解析首个新冠病毒蛋白质三维结构

新冠肺炎疫情对人类社会造成巨大影响。上海科技大学等单位组成抗新冠联合攻关团队,在国际上率先解析了新冠病毒关键药靶主蛋白酶与抑制剂复合物的高分辨率三维结构,这也是世界上首个被解析的新冠病毒蛋白质的三维空间结构;阐明了抑制剂精确靶向主蛋白酶的作用机制;发现依布硒和双硫仑等老药或临床药物是靶向主蛋白酶的抗病毒小分子,且二者已被美国FDA批准进入临床II期试验,用于新冠肺炎的治疗。上述成果为抗新冠药物的研发奠定了重要基础。

三、加深对器官衰老机制理解

科学研究衰老是应对老龄化的重要基础。中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组,中国科学院北京基因组研究所张维绮研究组及北京大学汤富酬研究组合作,系统解析了灵长类动物重要器官衰老的标记物和调控靶标;揭示了老年个体易感新冠病毒的分子机制;在系统生物学水平阐明热量限制通过调节机体免疫炎症通路延缓衰老的新机制;发现基于核心节律蛋白过表达的基因治疗可缓解增龄性小鼠骨关节变性并促进关节软骨再生。这些研究成果加深了人们对器官衰老机制的理解,为建立衰老及相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。

四、构建首个新冠肺炎动物模型

中国医学科学院医学实验动物研究所秦川团队等科学团队,通过比较医学分析,在国际上第一个构建了新冠肺炎动物模型。应用动物模型,阐明了系列疾病机理,筛选到了系列有效药物,完成了国家部署的80%以上疫苗评价,模型研制方法和标准提供给世界卫生组织(WHO),供国际研究使用。

五、绘制人脑动态发育蓝图

脑是人类智能活动的物质载体。中国科学院生物物理研究所王晓群课题组、北京师范大学吴倩课题组和北京大学汤富酬课题组展开合作,揭示了多个脑区发育的关键时间节点与基因,详细绘制了人脑的动态发育蓝图,为相关疾病的诊疗提供了坚实基础。

六、建立大脑活动增进抗体产生的一条神经通路

清华大学免疫学研究所祁海课题组、上海科技大学胡霁课题组以及清华大学麦戈文脑科学研究所钟毅课题组通力合作,发现大脑内被称为中央杏仁核和室旁核的区域有一类CRH神经元与脾神经相连。激活CRH神经元,会增加脾神经活动,进而可以增进疫苗接种产生的抗体;反之,抑制CRH神经元会降低疫苗的效力。这些发现,首次建立了大脑活动可以增进抗体产生的一条神经通路,指出了将来利用锻炼、冥想等行为增强疫苗效果、加强人体免疫力的可能。

七、发现新的降脂药物研发靶点

胆固醇是生命活动必不可少的脂质,但太多会引起心脑血管疾病。武汉大学宋保亮实验室在胆固醇领域取得新的突破,该团队发现进食碳水化合物后,血液中升高的葡萄糖和胰岛素促使肝脏中USP20蛋白被磷酸化修饰,USP20稳定胆固醇合成途径限速酶HMGCR,从而上调胆固醇合成。抑制USP20,降低血脂、减肥及增加胰岛素敏感性。该发现不仅揭示了人体的营养感应机制,还证明USP20可以作为新的降脂药物研发靶点。这一研究成果及其应用将惠及全民健康。

八、找到提高产量又降低氮肥投入新机制

面向国家粮食安全和农业可持续发展的重大战略需求,中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究团队在水稻高产和氮高效协同调控机制领域获得重要突破。发现在高产水稻品种中增加NGR5的表达可在减少氮肥的条件下,仍可获得高产,找到了一条既能保证高产提高又能降低氮肥投入、减少环境污染的育种新策略。

九、 为解决小麦“癌症”提供“金钥匙”

山东农业大学孔令让研究团队历时20年,从小麦近缘属植物长穗偃麦草中首次克隆出主效抗赤霉病基因Fhb7并阐明其功能、抗病机理和水平转移进化机制。同时,利用远缘杂交将Fhb7转移到推广小麦品种中。目前团队选育的多个抗赤霉病小麦新品系已进入国家及省级区域试验或生产试验,并被纳入我国小麦良种联合攻关计划,为解决小麦赤霉病世界性难题提供了“金钥匙”。

十、找到抗肿瘤更强方式

中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所许琛琦研究组、北京大学医学部黄超兰研究组和美国加州大学圣地亚哥分校惠恩夫研究组合作,通过定量质谱和生化方法发现TCR(T细胞抗原受体)的CD3ζ链具有特殊的信号转导功能。将CD3ζ胞内区加入临床使用的CAR序列中,可使得CAR-T细胞持续性更好,抗肿瘤功能更强,并且细胞因子释放综合症的风险降低。

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