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华南植物园发布粗叶榕染色体水平基因组

粗叶榕（Ficus hirta Vahl）又称五指毛桃，为桑科榕属的药食同源植物，是一种具有重要经济价值的植物。其根部为浅黄色，有香气，富含多种生物活性化合物，如黄酮类、苯丙素类和多糖等，这些成分在植物的抗病能力、适应环境变化以及药用价值上都扮演着关键角色。目前，对粗叶榕的基因组研究仍然相对较少，尤其是在其特定药用成分的生物合成途径方面。尽管已有部分关于粗叶榕基因组的初步研究报告，但这些研究大多集中于表型特征或叶绿体基因组，对于全基因组的深入解析仍显不足。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园于慧研究员团队利用Illumina，PacBio HiFi及HiC等测序技术首次获得了粗叶榕染色体级别的基因组图谱。其基因组总大小约为297.27Mb，scaffoldN50为19.71Mb，其中94.90%的序列被锚定到了13条染色体上。共注释到132.79Mb的重复元件，占比基因组的44.67%。通过从头预测、转录组测序和同源基因比对共鉴定到28,625个蛋白编码基因，并成功获得其中92.39%基因的功能注释信息。高质量的粗叶榕基因组为解析香豆素等次生代谢物生物合成的分子机制及药用有效成分的品质提升奠定前期基础。研究成果以“A high-quality chromosome-level genome assembly of Ficus hirta”为题，发表在国际期刊Scientific Data（《科学数据》）。华南植物园在读博士研究生黄伟城论文为第一作者，于慧研究员为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、广州市和金沙威尼斯欢乐娱人城等项目资助。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41597-024-03376-z图. 粗叶榕的基因组组装与注释。a. 基因组大小评估;b. Hi-C互作热图;c. 基因组圈图

2024-11-13

Nature Chemistry | 可定向运动的耗散组装活性液滴，突破耗散组装系统机械做功难题

薛定谔指出，生命以负熵为生。普里高津则提出了耗散结构理论，进一步阐释了能量在有序结构演化中的作用。生物组装体常常展现出这种能量耗散的特性。薛定谔指出，生命以负熵为生。普里高津则提出了耗散结构理论，进一步阐释了能量在有序结构演化中的作用。生物组装体常常展现出这种能量耗散的特性。例如，微管蛋白需要不断消耗三磷酸鸟苷，以维持其组装结构并执行牵引染色体分离等生物功能。目前，借助化学手段，人们已成功构建了多种耗散组装体系，获得了瞬态结构和性质。然而，远离平衡态的涌现功能，例如机械功能，仍然相对稀缺。因此，需要拓展耗散组装的研究范式，来探索能量消耗所带来的独特性质与行为。这将有助于开发复杂功能，并深化对生命活性的理解。2024年11月8日北京时间18:00，金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院刘凯研究员和荷兰格罗宁根大学Sijbren Otto团队合作在Nature Chemistry上在线发表题为“Molecular-scale dissipative chemistry drives the formation of nanoscale assemblies and their macroscale transport”的研究论文，突破了耗散组装系统中机械做功的难题，证明了高能态的耗散组装体可作为能量转化器，这为开发活性材料提供了新视角。总体上，我们通过调节耗散反应的速率，控制组装动态和通讯行为，将耗散组装和马兰戈尼效应自组织整合起来，构建了一个可趋化性运动的活性液滴系统。图1. 化学燃料驱动的液滴形成和马兰戈尼对流首先开发了一种耗散酰胺键，并构筑了活性液滴。马来酸酐和辛胺在水溶液中反应得到一种酰胺化合物，其在酸性条件下易于水解。碳二亚胺可作为第二种燃料分子，驱动二酸废料与辛胺重新生成酰胺化合物，从而构建耗散反应网络。在这一过程中，酰胺产物能够通过分子间的静电和疏水作用与辛胺组装形成凝聚体液滴。这些液滴中的疏水区域有助于溶解马来酸酐，进而加速反应，实现自催化的生长。图2. 液滴的结构表征和自我生长通过控制化学燃料的添加，可以实现对液滴生长的动态调控。一方面，化学燃料能触发反应-组装网络中酰胺化合物与辛胺的浓度拮抗效应，促进液滴的震荡式生长；另一方面，当液滴完全水解消失后，加入化学燃料能够使其再生，这一循环可以重复多次，展现出瞬态结构的特征。图3. 液滴的耗散组装和瞬态结构进一步利用活性液滴与油酸之间的化学通讯，获得了耗散组装系统的机械功能。当在液滴溶液表面滴加油酸时，水面上的液滴会向着油酸运动。这是由于液滴中水解释放出的辛胺可被油酸吸收，从而在水-空气界面上形成辛胺浓度梯度，进而导致表面张力的梯度变化。最终，凭借马兰戈尼效应，液体从低表面张力区域流向高表面张力区域，促使液滴发生运动。此外，通过控制燃料分子的加入，可以调节液滴的运动速度和持续时间。图4. 液滴的定向运动与调控上述系统中，化学燃料在分子尺度上驱动酰胺键的合成；在纳微尺度上，促进高能活性液滴的生成；在宏观尺度上，推动液体流动而带动液滴定向运动。通过活性液滴和马兰戈尼回流这两种耗散结构的耦合，实现了跨尺度的能量转化。同时，该研究为控制马兰戈尼效应提供了源-库系统的调控方法，可用于物质的精确传送，并有望在构建组装图案和活性流体方面发挥重要作用。此外，该液滴系统由简单的分子构成，可作为趋化性运动的原始细胞模型，进一步构筑复杂群体行为。刘凯研究员为本文第一作者，刘凯研究员、Sijbren Otto教授为本文共同通讯作者，中科院深圳先进院为第一单位。

2024-11-08

广州能源所在锂电池相变材料液冷复合热管理技术研究方面取得新进展

科研团队建立了考虑相变材料潜热恢复性能和流动能耗的综合评价方法，对液冷流道的流形、截面形、截面积、通道数和波动振幅进行了全面结构优化，基于优化后的复合冷板结构构建侧面冷却的紧凑式电池模组热管理系统，并提出一种基于时间的提前关断策略，利用多目标优化遗传算法(MOGA)，以电池最大温度、电芯单体最大温差和液冷系统能耗为目标参数，对涵盖液冷运行参数、相变材料性能参数和关断时间等5个关键参数进行多参数优化。近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州能源研究所董凯军研究团队在锂电池相变材料液冷复合热管理技术研究方面取得新进展。锂电池是推动我国能源结构转型的关键组件，被广泛应用于电动车和储能领域。锂电池发热功率与运行风险随着充放电倍率的提高而显著增加，高效可靠的电池热管理系统对锂电池安全运行至关重要。科研团队提出了一种基于嵌入式相变材料液冷复合冷板的电池热管理系统（EHCP-BTMS），能够结合主被动冷却技术有效控制锂电池温度，并具备良好节能潜力，为高倍率下锂电池安全运行提供了高效节能的热管理解决方案。图1 嵌入式相变材料液冷复合冷板内部结构及热管理系统布置方式科研团队建立了考虑相变材料潜热恢复性能和流动能耗的综合评价方法，对液冷流道的流形、截面形、截面积、通道数和波动振幅进行了全面结构优化，基于优化后的复合冷板结构构建侧面冷却的紧凑式电池模组热管理系统，并提出一种基于时间的提前关断策略，利用多目标优化遗传算法(MOGA)，以电池最大温度、电芯单体最大温差和液冷系统能耗为目标参数，对涵盖液冷运行参数、相变材料性能参数和关断时间等5个关键参数进行多参数优化。结果表明，在最优参数下，电池组3C放电过程中的最高温度为39.70 ℃，最大温差为4.90℃，泵耗相比连续液冷策略降低了80.80%。该研究成果可为高倍率下降低单体电池温差以及热管理系统节能运行提供技术支撑。图2 (a)多目标优化前与(b)优化后电池模组温度分布对比研究得到国家自然科学基金项目、广州开发区国际科技合作项目等资助。以上研究发现已申请发明专利，相关成果以Multi-objective optimization of battery thermal management system based on a novel embedded hybrid cooling plate considering time-based early shutdown strategy为题发表于Energy期刊（第一作者硕士生蔡云翔, 通讯作者孙钦、董凯军）。原文链接https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.133419

2024-11-08

华南植物园对伯乐树谱系分化和基因组脆弱性研究取得进展

东亚亚热带森林以其丰富的物种多样性和特有性而著称，尤其是其保存了大量的古老孑遗物种，这些孑遗物种因其形态特征在进化过程中几乎保持不变而被称为“活化石”。化石记录表明孑遗物种曾经在末次冰期广泛分布，但受气候变迁和人类活动的综合影响，如今大多处于濒危状态，因此成为生物多样性保护工作中的重中之重。然而，我们对于东亚亚热带森林孑遗物种过去的进化历史以及它们对未来气候变化的可适应性程度的了解仍然非常有限。伯乐树（Bretschneidera sinensis）是一种东亚特有的第三纪孑遗树种，同时也是国家重点保护的野生植物。该物种的野生种群通常较小而孤立，但分布相对较广，是研究东亚亚热带森林孑遗树种的理想对象。本研究在获得前人基因组测序和重测序数据的基础上，采用群体基因组学和景观基因组学方法，揭示了伯乐树的历史谱系分化和基因组脆弱性。研究结果显示，伯乐树群体可分为东部和西部2个基因组强烈分化的谱系，这可能与冰期气候波动导致的反复瓶颈有关。同时，研究还发现与生长和缺氧反应相关的基因可能在谱系分化过程中受到了正选择作用。对基因组脆弱性的评估发现，与位于物种分布核心区的种群相比，边缘种群的突变负荷和基因组偏移明显更高。这表明在预期未来气候变化的影响下，边缘种群尤其脆弱，面临着更高的局部灭绝风险。研究结果有助于增加对伯乐树等濒危孑遗物种的物种形成历史的了解，对于制定有效的保护策略以应对未来气候变化至关重要。相关研究成果以“Lineage Differentiation and Genomic Vulnerability in a Relict Tree From Subtropical Forests”为题近期发表在进化生物学主要期刊Evolutionary Applications（《进化应用》）上。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园在读博士研究生朱显亮论文为第一作者，康明研究员为通讯作者，王静研究员和陈红锋研究员为论文共同作者。该研究工作得到广东基础与应用基础研究旗舰项目的资助。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/eva.70033 图1. 伯乐树基因组多样性特征和谱系分化模式图2. 伯乐树基因组近交和突变负荷图3. 伯乐树应对未来气候变化的基因组偏移

2024-11-07

华南植物园对木豆化学成分和生物活性的研究取得新进展

金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园天然产物化学生物学研究组在资源植物木豆的化学成分和活性成分功能评价方面取得新进展。从木豆叶的乙醇提取物中分离鉴定了10个新结构化合物，包括2个植物中罕见的菲类化合物Cajananthrenes A、B和一些新的菧类化合物，增强了对木豆化学成分和次生代谢产物生物合成路线的了解，同时也进一步丰富了植物天然产物的结构多样性。通过对这些化合物的生物活性测定，发现化合物Cajanantharenes A和B对LPS刺激RAW 264.7巨噬细胞产生的NO有明显的抑制作用，提示这些化合物或者含有这些化合物的提取物有抗炎症功效。进一步发现，新菧类化合物Cajanotone B和C能明显抑制3T3-L1前脂肪细胞的脂肪分化，其降脂作用机制是调控了与脂质代谢相关的基因表达水平。Cajanotone B和C能显著减少脂肪细胞的脂质积累以及甘油三酯含量和FFA的分泌，还能显著抑制HSL、ATGL、C/EBPα和PPARγ的mRNA表达。特别是Cajanotone B和C还可以抵消PPARγ激动剂罗格列酮（ROS）的促成脂分化作用。罗格列酮是临床上广泛使用的降糖药物，具有优秀的降低血糖功效，但同时有导致脂肪积累和水肿的副作用，该副作用与其激活PPARγ的作用机理相关，并且这一类药物的系统性副作用无法通过结构优化和产品升级来解决。目前的研究结果证明，Cajanotone B和C可通过负调控PPARγ途径，从而实现抑制3T3-L1脂肪细胞的脂肪生成，为新型降脂减肥和降糖药物研发提供了理论依据和先导化合物。这些化合物已经提交了发明专利保护。相关研究成果已分别发表了3篇论文(https://doi.org/10.1080/14786419.2023.2297862; https://doi.org/10.1039/d3ra08149d; https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2024.107851)。华南植物园博士研究生姚李媛为论文的第一作者，导师邱声祥研究员为通讯作者。图1. 从木豆叶中新发现的新结构化合物图2. 木豆新发现化学成分可能的生源合成途径图3. Cajanotone B和C抑制脂肪生成的作用机制

2024-11-05

华南植物园携手企业开发出桃金娘替抗品，助力解决抗生素耐药性问题

在全球范围内，抗生素的广泛使用带来了耐药性和药物残留的严峻挑战。为应对这一挑战，自2020年1月1日起，我国全面禁止了除中药外的促生长类药物饲料添加剂的生产和进口。在此背景下，植物源替代抗生素产品的需求急剧上升。桃金娘，这一岭南地区的特产药材，以其根、叶、花和果的药用和食用价值而闻名。华南植物园邱声祥研究员的天然产物化学生物学研究组发现，桃金娘中含有的桃金娘酮成分具有显著的抗炎、抑菌和抗病毒功能，展现出开发成为高效活性植源饲用替抗品的巨大潜力。基于这一发现，金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园赵丽云助理研究员与广州立达尔生物科技股份有限公司签订了《桃金娘高效低耐药饲用替抗品开发》的技术合作协议。这一合作目前已经取得了显著成果，赵丽云助理研究员作为第一发明人与广州立达尔生物科技股份有限公司合作完成了4项发明专利，包括一种高纯度桃金娘酮的工业化提取方法、一种桃金娘酮微胶囊的制备方法、一种促动物生长的桃金娘酮微胶囊及其应用，以及一种桃金娘酮工业化提取方法和桃金娘酮微胶囊的制备方法。经过专利转让后，将有助于桃金娘高效低耐药饲用替抗技术的进一步落地转化。赵丽云助理研究员作为第一发明人，她完成的专利（ZL201310553081.3）曾荣获第四届广东专利金奖和第二十届中国专利优秀奖。此次合作不仅展示了科研机构与企业之间的强强联合，也为我国乃至全球的抗生素耐药性问题提供了新的解决方案。

2024-11-05

南海所研究团队揭秘热浪期间东边界上升流系统浮游植物变化特征与机制

近日，金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（LTO）詹海刚研究团队在海洋热浪期间全球东边界上升流系统浮游植物变化方面取得新进展。研究成果以“Reduced and smaller phytoplankton during marine heatwaves in eastern boundary upwelling systems”为题发表于Nature子刊Communications Earth & Environment。LTO助理研究员詹伟康为论文第一作者，研究员詹海刚和副研究员何庆友为论文通讯作者，合作者包括澳大利亚联邦科学与工业组织首席科学家Ming Feng研究员。东边界上升流系统（Eastern Boundary Upwelling Systems，简称为EBUSs），包括加利福尼亚流、加那利流、洪堡洋流和本格拉流。受信风驱动的强烈上升流将富含营养物质的底层海水输送到真光层，使其成为全球初级生产力和渔业资源最丰富的海域之一。据估算，虽然只占不到2%的海表面积，这些流系却贡献了全球7%的初级生产力和20%的渔获量。尽管东边界上升流系统一直被认为是全球变暖的“庇护所”，海表温度不像其它海域一样呈现显著长期上升趋势，但过去几十年这些区域海洋热浪发生频率却显著增加。然而，目前人们对热浪影响下东边界上升流区浮游植物，尤其是浮游植物群落结构变化的认识还极为有限。研究团队分析了近二十多年的卫星遥感资料和数值模拟产品，发现当海洋热浪发生时，东边界上升流系统浮游植物生物量大幅减少约一半，其群落结构则显著朝更小粒径转变，主要表现为微微型（Pico）浮游植物的大幅增加和小型（Micro）浮游植物的大幅减少（图1）。这种群落结构变化与海洋热浪强度和持续时间呈正相关。热浪期间海洋上空异常极向风场显著减弱了这些区域上升流强度（图2），抑制了营养盐的垂向输运。营养盐补给减少和沉降速率降低皆有利于扩大Pico粒级浮游植物生存竞争优势，推动热浪期间东边界上升流系统浮游植物群落结构的小型化。传统认知里，营养盐充裕的上升流区浮游植物通常以中大粒径为主，然而在某些极端热浪事件中，上升流区的群落结构可转变为由小粒径浮游植物主导。这种现象在加利福尼亚流区尤为显著，该海区约一半的海洋热浪伴随着中大粒径浮游植物主导到小粒径浮游植物主导的转变。这些转变可通过营养传递和放大效应，导致鱼类数量减少与体型变小，因此该研究可为东边界上升流系统的渔业资源开发与风险管理提供科学参考。此外，东边界上升流系统是全球生物碳泵的热点区域，鉴于不同粒径浮游植物固碳效率的差异性，上述结果也有助于评估和预测海洋热浪对全球碳循环的扰动。该研究由国家重点研发计划、金沙威尼斯欢乐娱人城先导计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金和金沙威尼斯欢乐娱人城青年创新促进会等项目共同资助完成。论文相关信息：Weikang Zhan.,Ming Feng,Ying Zhang,Xinchen Shen,Haigang Zhan* and Qingyou He*,Reduced and smaller phytoplankton during marine heatwaves in eastern boundary upwelling systems. Commun Earth Environ 5,629 (2024).文章链接：https://doi.org/10.1038/s43247-024-01805-w图1.（a）东边界上升流系统浮游植物生物量（Cphyto）和群落结构（ξ）对海洋热浪的平均响应。（b-e）浮游植物群落结构三元图分布。红点表示海洋热浪期间，蓝点为对应气候态分布。（f）热浪期间不同粒级浮游植物优势度的变化。图2. （a-d）东边界上升流区域，填色为气候态夏季海表温度。（e-h）海洋热浪期间上升流指数（UI）的变化。其中UI=Uek+Ugeo，Uek为与海表埃克曼输运相关的垂向水体输运，Ugeo为与海表高度差相关的地转输运。（i-l）热浪期间海洋上空风场异常。填色为通过信度检验（t-test，p=0.05）的风速异常绝对值。

2024-10-29

深圳先进院 | 突破经典认知！科学家揭秘肿瘤起源之谜

北京时间10月30日24时，深圳先进院合成生物学研究所胡政研究员、中山大学贺雄雷教授和何真教授团队合作在国际顶尖期刊《自然》上发表重要研究成果，首次揭示了早期肿瘤多克隆起源的普遍性，同时揭示从多克隆到单克隆转变的演化模式，系统阐明了这一过程中细胞之间的相互作用机制，为肿瘤发生的早期机制提供了新的科学视角，也为癌症的精准早期筛查和干预提出了新的思路。深圳先进院为该论文的第一单位。恶性肿瘤一直是人类面临的重大健康威胁之一，但肿瘤最初是如何形成的呢？百年来科学家们一直不断探寻这一重要科学问题的答案。经典的“Peter Nowell克隆演化理论”提出，癌细胞是人体内的正常细胞由于基因变异逐渐转变而来，该过程经过不断的细胞分裂和突变，导致克隆性扩增，并在不断克隆筛选作用下最终形成“肿瘤”。尽管这一理论已成科学界的普遍共识，但仍有个问题悬而未决：即在肿瘤形成的最初阶段，是一个发生致癌突变的细胞（称之为“单克隆起源”），还是多个异常细胞（称之为“多克隆起源”）同时充当了肿瘤的“原始祖先”呢？北京时间10月30日24时，金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）合成生物学研究所胡政研究员、中山大学贺雄雷教授和何真教授团队合作在国际顶尖期刊《自然》上发表重要研究成果，首次揭示了早期肿瘤多克隆起源的普遍性，同时揭示从多克隆到单克隆转变的演化模式，系统阐明了这一过程中细胞之间的相互作用机制，为肿瘤发生的早期机制提供了新的科学视角，也为癌症的精准早期筛查和干预提出了新的思路。深圳先进院为该论文的第一单位。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08133-1“该研究标志着对肿瘤早期发生过程的认知迈上了一个新的台阶，不仅突破了经典的单克隆起源理论，还拓展了我们对肿瘤异质性起源及其演化的理解，为精准医学的早期干预策略开辟了新的方向，有望推动肿瘤精准医学向前迈进，为肿瘤防治提供科学依据。”中国工程院院士、北京大学博雅讲席教授詹启敏对该成果评价道。论文示意图：孔雀羽毛颜色从多彩逐渐向单一转变，表达了肿瘤细胞从多克隆状态逐渐向单克隆状态演化的过程。肿瘤如何起源？“肿瘤是从单个突变细胞发展而来”。1976年，美国科学家Peter Nowell提出了肿瘤学中的经典理论—克隆演化理论。该理论认为肿瘤由一个携带致癌基因突变的细胞引发，随着时间的推移，该细胞的后代会不断积累突变，经过多次的克隆扩增和选择，最终形成恶性肿瘤。“肿瘤的形成是一个复杂而神秘的过程，涉及到基因突变、增殖失控、免疫逃逸、细胞互作等多个层面。肿瘤的早期演化可能比传统的理论所描述的更加复杂。”论文共同通讯作者胡政讲述道。随着科学研究的发展，上个世纪90年代，科学家们利用体细胞遗传标记发现，在一些肿瘤的早期病变过程中，肿瘤的起源并非来自单个细胞，而可能是由多个独立突变的细胞共同启动，这种现象被称为“多克隆起源”。然而，随着癌症基因组学时代的到来，且基因组学数据普遍支持肿瘤是单克隆的，“多克隆起源”这一重要发现普遍不受重视。2020年4月，胡政在美国斯坦福大学完成博士后训练后加入深圳先进院，担任课题组长，带领团队在早期肿瘤发生机制方向开展系统研究。在这项研究中，胡政团队与合作者运用小鼠模型和高分辨率细胞谱系示踪、单细胞转录组测序、以及人群队列样本的基因组测序，从多维度对早期肠癌病变中的克隆结构和细胞相互作用机制进行了深入剖析。首次揭示了早期肠癌从多克隆到单克隆转变的新模式和关键环节，为理解肿瘤早期演化打开了新的视角。“他们发现小鼠和人类早期肠癌中普遍存在多克隆起源模式。虽然过去的研究也偶尔发现过多克隆起源，但胡政等人的结论是多克隆起源非常普遍。大幅度扩展了Peter Nowell提出的肿瘤异质性起源“克隆演化”理论。”中山大学生命科学学院教授吴仲义评价道。探寻肿瘤起源的“新利器”随着DNA测序和遗传谱系示踪等技术的迅速崛起，极大推动了人们对于肿瘤生物学、克隆异质性和演化机制的深入认识。这项历时四年半的研究表明，肿瘤从多克隆向单克隆的转变可能标志着肿瘤恶性程度的提高，并揭示了正常细胞从健康到癌变的关键机制。他们首先利用先进的基于单碱基编辑器的单细胞谱系示踪技术，观察了肿瘤发生过程中不同细胞克隆的动态变化。“单细胞谱系示踪技术能够大规模、高精确地重建单细胞谱系树，帮助研究人员梳理出细胞间的发育关系，进而从单细胞水平回答肿瘤起源的问题。”论文共同第一作者逯召莲博士介绍说。基于单细胞谱系示踪技术，研究人员构建了炎症诱导肠癌模型和多发性息肉模型两种经典的小鼠肠癌模型。他们发现，在早期的多克隆肿瘤中，肿瘤细胞之间存在频繁的细胞间通信，这些通信增强了肿瘤细胞在早期阶段的生存能力。随着时间的推移，一些多克隆群体逐渐消失，最终只剩下一个主导克隆，形成单克隆肿瘤。此外，单克隆肿瘤表现出更高的基因组不稳定性和恶性程度，这意味着从多克隆到单克隆的转变可能是肿瘤从“温和”走向“凶恶”的关键一步。为进一步验证研究结论，研究团队在两年时间里，收集和分析了107例未经治疗的散发性息肉和伴有结直肠癌患者的样本。他们发现，大约30%的人类肠息肉细胞是多克隆的，展现出了更低恶性程度的病理特征。而肠道肿瘤大多由单克隆的癌细胞组成，肿瘤恶性程度比多克隆肿瘤要更高，从而在人体样本中也验证了小鼠实验的结论“该研究综合运用了多种前沿技术手段，包括单细胞谱系示踪及动物模型、人群队列研究、单细胞转录组、肠道单隐窝测序、类器官、定量建模等等，代表了肿瘤学研究多学科交叉的新范式。”北京大学白凡教授评论道。早期肿瘤的筛查和靶向干预新策略传统肿瘤筛查主要依赖于检测单一或多个驱动基因的标志物，但这种方法在多克隆起源的肿瘤中可能具有局限性。“通过分析多克隆肿瘤中的不同克隆及细胞间相互作用，我们可以更加精确地判断肿瘤的发展潜力和风险等级。”胡政指出，未来可以尝试靶向这种细胞间的相互作用，通过干预多克隆肿瘤内的通信机制来延缓或阻止其向单克隆的恶性转化。这种策略可以在肿瘤尚未发展成恶性状态时“釜底抽薪”，阻止其进一步进展。胡政团队的研究不仅揭示了肿瘤早期的多克隆到单克隆演化过程，更重要的是，提供了一种靶向细胞间通讯的新型早期干预思路，为未来的癌症早筛、风险预测以及个性化治疗提供了重要科学依据。尤其在精准医学领域，这一发现意味着可以通过更深层次的分子分析，识别肿瘤的多克隆特性，并根据不同的克隆类型定制个性化治疗方案。该项研究中，深圳先进院助理研究员逯召莲、莫珊兰；深圳先进院-澳门大学联合培养博士研究生解铎；中山大学博士研究生翟相威、博士后邓善俊为共同第一作者。深圳先进院胡政研究员、中山大学贺雄雷教授和何真教授为共同通讯作者。早期肿瘤的多克隆起源和多克隆-单克隆演化模型

2024-10-31

华南植物园重建菊科风毛菊属新的属下分类系统

风毛菊属（Saussurea DC.）是菊科中进化较快的大属之一，包含约520个物种，广布北半球的高山亚高山地带。该属植物形态多样且生境复杂。然而，由于其复杂的进化历史，至今仍缺乏一个能反映其真实进化关系的由分子系统学和形态学等多方面证据支持的属下分类系统。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园植物多样性与系统分类课题组长期聚焦风毛菊属的系统、进化和分类学研究，近期基于杂交捕获所得的核基因数据、形态学数据和其他证据，重新构建了风毛菊属的属下分类系统。此研究基于核基因数据和叶绿体基因数据分别构建了系统发育树，展示了基于核基因数据所构建的系统发育树更适合构建风毛菊属的属下分类系统，选取了5个性状作为4个支系的鉴别特征，最后将风毛菊属划分为4亚属，13组。相关成果已近期在线发表在国际学术期刊Plant Diversity（《植物多样性》）上。华南植物园助理研究员徐连升为论文第一作者，陈又生研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和广州市科技计划项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.pld.2024.10.003图1.风毛菊属的多样性图2.风毛菊属的属下系统修订

2024-10-31

叶面喷施锌硒降低水稻镉转运机制研究取得新进展

金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队许超副研究员依托金沙威尼斯欢乐娱人城长沙农业环境观测试验站北山分站，通过田间试验，研究了叶面喷施锌、硒及其混合溶液在籽粒Cd积累过程中对叶片亚细胞分布、叶片抗氧化酶活性和转录调控的影响。水稻镉污染引起了广泛的关注。叶面喷施技术可以缓解水稻中的镉污染。当前对喷施单一调理剂已经有了广泛的研究，但对复合调理剂的应用及降镉机制仍缺乏、有待进一步的探究。金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队许超副研究员依托金沙威尼斯欢乐娱人城长沙农业环境观测试验站北山分站，通过田间试验，研究了叶面喷施锌、硒及其混合溶液在籽粒Cd积累过程中对叶片亚细胞分布、叶片抗氧化酶活性和转录调控的影响。研究发现叶面喷施锌和锌/硒混合溶液提高细胞壁中果胶与Cd的结合效率，增强Cd在旗叶中的固定能力，从而降低水稻籽粒Cd含量。此外，旗叶抗氧化酶活性的增加进一步缓解了Cd对水稻的毒性作用，锌和锌/硒混合溶液上调金属结合蛋白和抗氧化酶相关基因，下调金属转运基因。该研究系统地阐明了叶面喷施锌/硒通过调控基因表达和生理功能来缓解水稻镉毒的机制，为降低水稻籽粒镉的积累、确保粮食的安全生产提供了理论依据。该项研究近期以题为Foliar application of zinc and selenium regulates cell wall fixation,physiological and gene expression to reduce cadmium accumulation in rice grains发表在环境领域一区top期刊Journal of Hazardous Materials上。该研究得到了国家重点研发（研发）项目，国家自然科学基金项目，湖南省科技项目等项目的共同资助。论文链接叶面喷施锌/硒调控细胞壁固定、生理和基因表达，缓解水稻镉胁迫机制

2024-10-30