科研进展
  • 研究揭示全球俯冲作用如何影响地幔蛇纹石化程度
    近期,金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所张帆研究员团队,联合林间院士、金沙威尼斯欢乐娱人城海洋研究所研究员高翔、中山大学副教授蔡晨和南方科技大学副教授周志远,在俯冲板块地幔蛇纹石化程度控制因素的研究上取得了重要进展,相关成果发表于国际地学期刊《地球与行星科学通讯》(Earth and Planetary Science Letters),副研究员张江阳为第一作者,研究员张帆为通讯作者。俯冲作用是水向地球深处输送的主要机制,这个过程对板块构造、俯冲地震活动、弧岩浆作用以及气候变化等都具有重要影响。大洋岩石圈在海沟附近发生弯曲变形,并形成挠曲正断层。水沿着正断层进入板块深部,引起地幔蛇纹石化。因此,俯冲板块的地幔蛇纹石化与俯冲作用的水通量有密切的关系。然而目前对俯冲板块地幔含水量(或地幔蛇纹石化程度)的具体控制因素和机制尚不清楚。科研人员利用过去二十年全球海沟地区的地震数据,深入探讨了板块年龄、挠曲曲率和沉积物厚度等因素对上地幔顶部地震波速的影响。研究发现,随着板块的年龄增长,其挠曲变形区域的应力屈服深度受到限制,而板块曲率则直接决定这一深度的实际表现。这两个因素共同决定了俯冲板块浅部的水平伸展应变量,进而显著影响了地幔上层的蛇纹石化程度。有趣的是,沉积物厚度较大的地区,地幔的地震波速下降趋势相对较小,显示出沉积覆盖对于地幔蛇纹石化的抑制作用。通过对全球各地海沟的地震波速结构进行详尽分析,研究结果揭示:俯冲板块的变形与地幔蛇纹石化程度之间存在着明确的线性相关性。这一发现不仅有助于我们更好地理解板块构造过程中的水循环动态,也为估算俯冲板块的含水量提供了新的理论依据。这项研究从板壳力学的基本原理出发,阐明了板块年龄和曲率对地幔蛇纹石化的控制机理,并揭示了沉积覆盖作用对地幔蛇纹石化的阻碍效应,对估算俯冲板块含水量、地幔蛇纹石化程度以及理解俯冲带水循环过程具有重要意义,为深入研究地球内部环境和气候变化提供了重要支撑。上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、广东省人才项目和广州市科学基金项目等支持。文章信息:Zhang,J.,Zhang F*.,Lin,J.,Gao,X.,Cai,C.,Zhou,Z. (2024). Mantle serpentinization of subducting plate are controlled by combined effect of plate age and bending curvature. Earth and Planetary Science Letters. 640: 118799.原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24002322图1. (a)本研究中所用的Vp结构剖面的位置;(b)水平伸展应变与Vp降低之间的相关性图2. 示意图显示板龄(厚度)和弯曲曲率对板水化作用的影响机制
    2024-06-05
  • Small Methods | 一种用于归档和检索医学磁共振成像数据的高效DNA存储系统
    近日,金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院姜青山研究员、黄小罗高级工程师、中国农业科学院深圳农业基因组研究所戴俊彪研究员等联合设计了一种名为"EDS"的DNA存储方法,通过改进编码模型、引入冗余核苷酸和设计索引技术,实现了医学MRI数据的可靠归档和检索。近日,金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院姜青山研究员、黄小罗高级工程师、中国农业科学院深圳农业基因组研究所戴俊彪研究员等联合在国际学术期刊Small Methods (IF=12.4)上发表了题为An Effective DNA-Based File Storage System for Practical Archiving and Retrieval of Medical MRI Data的研究文章(图1)。文章中设计了一种名为"EDS"的DNA存储方法,通过改进编码模型、引入冗余核苷酸和设计索引技术,实现了医学MRI数据的可靠归档和检索。图1. 文章上线截图文章链接:https://doi.org/10.1002/smtd.202301585医学MRI数据是诊断、治疗规划和疾病监测等多种领域的重要工具。利用DNA存储技术保存医学MRI数据将有助于人类健康管理。通过DNA存储,可以确保这些重要数据在数千年内安全保存并精确恢复,从而保证了这些重要数据的长期存储。此外,DNA存储还使得过去的健康数据更容易被未来的研究人员获取,这对于纵向研究非常重要,因为它允许研究人员研究疾病的进展和治疗效果。该工作提出了一种名为“EDS”的方法(图2),通过三个关键组成部分实现了医学MRI数据的归档。首先,研究团队设计了一种新颖的分块策略,解决了旋转编码导致的数据丢失问题。其次,提出了一种基于规则的四进制转码方法,满足生化约束条件并确保可靠的数据映射。最后,设计了一种索引技术,简化了随机搜索和访问过程。图2. EDS方法流程图研究团队提出了一种名为“DFS”的索引技术,克服了DNA文件存储中高额外开销的挑战,旨在简化DNA文件存储的组织结构,实现灵活的随机搜索、访问和文件管理。图3中展示的正则标签(RT,一个碱基对)有效地帮助搜索特定的分块(子图像),将其与其他分块区分开来。图像被分割为16个分块,每个分块被分配了不同的基因标签,序列索引中设计了唯一的地址(4个碱基对),以精确定位和检索所需的序列;此外,在随机有效负载(平均长度为107个碱基对)之前添加了不同的标签(DT,四个碱基对),用于区分每个分块的解码二进制数据,进而简化了存储数据的组织。图3. DFS技术示意图该工作在计算时间上也提出了新的方法,通过利用多进程技术优化DNA存储编码流程,将编码任务分解成多个子任务,并分配多个CPU进行并行计算,提高编码速率,实验共测试了72GB的人体MRI数据,完成编码仅需9个小时,编码时间效率提升明显,同时基于数据进行了预测,1TB量级的数据在120 h能完成。通过计算机模拟和生物合成实验证实,EDS方法在医学MRI数据存储方面表现出色,并且具有更好的生化约束控制和较短的计算时间。为医学MRI数据的DNA存储开辟了新的途径。图4. 体内合成验证EDS 性能测试这项研究成果为医学领域的数据存储和检索提供了新的可能性,具有重要的实际应用前景。随着进一步的研究和发展,DNA存储技术有望成为医学数据管理的重要工具,为医学健康领域带来更多的创新和进步。金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院姜青山研究员、黄小罗研究员高级工程师,中国农业科学院深圳农业基因组研究所戴俊彪研究员为该文章的通讯作者,博士生Abdur Rasool、硕士生洪经纬为论文的共同第一作者。该研究获得国家重点研发项目、深圳市科技项目等多个基金的资助。<!--!doctype-->
    2024-06-03
  • 管敏团队揭示靶向脂肪细胞ESRRA抵抗骨质疏松小鼠骨髓脂肪扩张促进成骨和血管生成的新机制
    近日,金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院管敏研究员课题组(课题组博士后黄童龄为本文的第一作者)在Nature Communications发表了题为“Targeting adipocyte ESRRA promotes osteogenesis and vascular formation in adipocyte-rich bone marrow ”的研究论文,脂肪细胞中的雌激素相关受体α(estrogen-related receptor α, ESRRA)通过正调控leptin和反向调节分泌型磷蛋白 1(secreted phosphoprotein 1, Spp1)的表达和分泌,从而影响骨髓中富含脂肪细胞的骨生成和血管形成。同时,探讨ESRRA作为治疗骨质疏松的潜在靶点的可能性。哺乳动物骨髓由多种类型的细胞组成,包括脂肪细胞、成骨细胞、破骨细胞、基质细胞和血管内皮细胞。这些细胞之间的相互作用为骨髓干细胞(也称为基质或间充质干细胞,BMSCs)和其他谱系细胞的分化提供了关键的调节环境。成骨细胞和骨髓脂肪细胞(bone marrow adipocytes,BMAds)虽然功能和形态上不同,但都起源于同一前体细胞——BMSCs。骨髓脂肪组织(MAT)是骨髓的重要组成部分,具有能量储存和内分泌调节功能,对于维持骨稳态至关重要。然而,骨髓脂肪细胞的过度积累与骨质恶化有关,通常被认为不利于骨髓微环境的稳态。近日,金沙威尼斯欢乐娱人城深圳先进技术研究院管敏研究员课题组(课题组博士后黄童龄为本文的第一作者)在Nature Communications发表了题为“Targeting adipocyte ESRRA promotes osteogenesis and vascular formation in adipocyte-rich bone marrow ”的研究论文,脂肪细胞中的雌激素相关受体α(estrogen-related receptor α,ESRRA)通过正调控leptin和反向调节分泌型磷蛋白 1(secreted phosphoprotein 1,Spp1)的表达和分泌,从而影响骨髓中富含脂肪细胞的骨生成和血管形成。同时,探讨ESRRA作为治疗骨质疏松的潜在靶点的可能性。文章上线截图有研究表明,高脂肪饮食(HFD)诱导肥胖小鼠通过循环瘦素(leptin)作用于表达瘦素受体(LepR+)的BMSCs,促进脂肪形成,抑制BMSCs成骨,从而加速MAT的扩张。因此,病理条件导致骨微环境中异常信号的存在,驱动BMSCs分化命运转变,即成脂分化增强而成骨分化减少,从而导致骨量减少、骨微结构破坏和MAT堆积。事实上,在多种临床病理情况下,如肥胖、糖尿病、神经性厌食症、糖皮质激素治疗、放疗、更年期和衰老,骨量减少常伴随着MAT的异常扩增。然而,这些异常扩增的BMAds如何介导骨髓驻留细胞行为的确切机制仍然难以确定。BMAds位于骨髓微环境中,与血管和造血系统密切接触。2014年Ralf Adams教授课题组在Nature上发表“背靠背”研究论文,证实骨组织中存在一种特异性血管亚型——H型(CD31hiEMCNhi)血管,它们与骨祖细胞关联,支持骨形成,H型血管异常与衰老和绝经后的骨质疏松症发生发展相关。BMAds可分泌多种分泌因子,包括leptin、脂联素(adiponectin)和干细胞因子(SCF)等,从而参与骨髓微环境中骨生成、血管形成和造血功能的稳态维护。因此,BMSCs分化命运的改变(成骨减少、成脂增加)和血管形成障碍是导致骨质疏松症的重要影响因素。然而,这些同时发生的具体调控机制仍有待深入阐明。在本研究中,研究人员发现在高脂饮食介导肥胖和卵巢切除介导雌激素缺乏的病理条件下,小鼠主要表现为骨量减少伴随骨髓脂肪细胞数量增加;同时,骨骺端生长板下H型血管密度降低且血管结构和形态异常,以及周围成骨前体细胞数量明显减少。以转录因子ESRRA为研究对象,利用Adiponectin-Cre工具鼠构建了成熟脂肪细胞特异性ESRRA敲除小鼠模型。通过系统的骨形态计量学和组织学分析,发现条件性敲除脂肪细胞Esrra基因能够明显增加骨微环境中骨祖细胞数量,促进骨形成,并且增强骨髓H型血管形成,从而明显改善骨质丢失。进一步机制研究发现,骨髓脂肪细胞中ESRRA直接与leptin基因启动子上的ESRRA反应元件(ERRE)结合,增强其转录表达和分泌。此外,ESRRA干扰E2/ESR1驱动的Spp1启动子激活,从而下调SPP1的表达和分泌。条件性敲除ESRRA后,通过抑制脂肪细胞leptin的表达和分泌,增强骨髓LepR+BMSCs的成骨分化,进而抑制BMAds的扩增。同时,BMAds或白色脂肪细胞分泌的SPP1可锚定骨髓,发挥促血管内皮细胞迁移和血管新生的作用,同时增加骨祖细胞在骨骺端 H 型血管周围的聚集和分化,最终促进骨形成。脂肪细胞ESRRA调控leptin和SPP1表达及分泌影响骨质疏松病理性微环境的骨髓脂肪扩张和成骨成血管作用研究结果表明了脂肪细胞ESRRA可通过调控BMSCs成骨成脂分化方向以及H型血管的形成,改善肥胖/雌激素缺乏所导致的骨丢失。因此,进一步建立高脂诱导肥胖和骨丢失小鼠模型,并喂食ESRRA特异性拮抗剂Compound 29。实验结果显示,经治疗后的小鼠骨形成能力显著增强,骨髓脂肪细胞显著减少,有效抵抗肥胖小鼠的骨丢失和BMAds异常扩增。综上所述,该研究揭示了病理性骨微环境中,脂肪细胞ESRRA调控分泌因子影响BMSCs成骨成脂分化命运及血管内皮细胞的血管生成,提示骨髓脂肪细胞ESRRA是潜在的药物靶点,为治疗骨质疏松症等骨疾病提供了新途径。<!--!doctype-->
    2024-06-05
  • 华南植物园发表紫苞芭蕉和朝天蕉的首个染色体水平基因组
        芭蕉属包含70多个物种,广泛分布于亚洲和大洋洲的热带、亚热带地区。其中,小果野蕉及其与芭蕉属其它物种杂交产生的后代构成了当今多种多样的香蕉栽培品种;而玫瑰红蕉、阿希蕉、紫苞芭蕉(图中A和B)和朝天蕉(图中D和E)等则是热带地区重要的园艺观赏植物。随着三代测序技术的不断发展,越来越多的高质量植物基因组得以发表,这大大促进了作物育种和园艺植物的改良。虽然芭蕉属具有重要的经济价值,但是目前园艺观赏植物、香蕉栽培品种及其野生近缘物种的基因组资源仍然十分匮乏,影响了后续生物学性状解析和基因功能研究。    金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园植物科学研究中心肖天文等科研人员研究结合Oxford Nanopore和Hi-C测序技术成功组装了紫苞芭蕉(Musa ornata,Mo)和朝天蕉(Musa velutina,Mv)染色体水平的基因组。Mo和Mv的基因组大小分别为427.85 Mb和478.10 Mb,contig N50分别为12.88 Mb和18.18 Mb,BUSCO指数分别为98.08%和98.51%,Illumina读长比对率分别为95.55%和94.29%,序列均挂载到11条染色体上(图中C和F)。Mo和Mv的基因组中,重复序列占比分别为46.70%和50.91%。基因注释结果显示,Mo和Mv分别含有39177和31256个蛋白质编码基因,781和990个tRNA。基因组共线性结果显示sect. Musa内物种间的共线性良好,但是相比于小果野蕉和Mv,Mo的chr04存在大片段倒置和易位。    该研究对朝天蕉未成熟和成熟开裂的果皮进行了转录组测序,随后的差异表达基因分析和GO富集分析表明成熟果皮中的上调基因主要与细胞壁和细胞外区域的糖类代谢有关。多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因家族表达水平分析表明,朝天蕉的MvPG6、MvPG11和MvPG21等PG基因在成熟果皮中表达水平明显高于其它组织(图中G),这些PG基因的高表达可能导致了朝天蕉果皮开裂。此外,研究还鉴定了与Mo和Mv果皮和苞片着色有关的花青素合成通路中的关键基因。    相关研究成果已近期在线发表国际学术期刊Horticulture Research(《园艺研究》)上。华南植物园博士后肖天文为论文第一作者,黄慧润副研究员和王峥峰研究员为论文共同通讯作者。华南植物园刘潼俭助理研究员、葛学军研究员等参与相关研究。该研究得到国家自然科学基金的资助。文章链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhae079图. 紫苞芭蕉和朝天蕉的花果、基因组信息及PG基因在不同组织中的表达水平。注:A、B、C为紫苞芭蕉,D、E、F为朝天蕉;imPC,未成熟果皮;mPC,成熟果皮;imSC,未成熟果肉;mSC,成熟果肉;imPC-0d,刚长出来的未成熟果实的果皮;imPC-35d,发育35天的未成熟果实的果皮;imPC-60d,发育60天的未成熟果实的果皮;mPC-GM,成熟果实的果皮(黄绿色);mPC-YM,果实成熟后用乙烯处理,再取其黄色果皮。
    2024-06-05
  • 广州健康院许永团队在靶向CBP/p300的降解剂领域再获进展
    近日,金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院许永团队以“Discovery of a Promising CBP/p300 Degrader XYD129 for the Treatment of Acute Myeloid Leukemia”为题在美国化学会(ACS)期刊Journal of Medicinal Chemistry上报道了一系列新型的、高效的靶向CBP/p300的PROTAC降解剂,可用于AML的治疗。急性髓系白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是成人发病率最高的一类白血病。目前,AML的治疗并不理想。因此,临床上亟需开发出新的药物用于AML的治疗。近日,金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院许永团队以“Discovery of a Promising CBP/p300 Degrader XYD129 for the Treatment of Acute Myeloid Leukemia”为题在美国化学会(ACS)期刊Journal of Medicinal Chemistry上报道了一系列新型的、高效的靶向CBP/p300的PROTAC降解剂,可用于AML的治疗。此研究是该团队在之前报道的CBP/p300的PROTAC降解剂XYD190/XYD198(J. Med. Chem. 2024)基础上的又一突破进展。近年来,蛋白降解靶向嵌合体(PROteolysis TArgeting Chimeras,PROTAC)技术得到了快速发展,目前已有大量PROTAC分子进入临床研究。相比于传统小分子仅作用于单一结构而言,PROTAC分子可使靶蛋白降解,完全失去致癌活性。环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)结合蛋白(CREBBP,CBP)及其高度同源的腺病毒EA1结合蛋白(EP300,p300)是包含组蛋白乙酰转移酶(Histone Acetyltransferase,HAT)结构域和溴结构域的多功能结构域蛋白,并与包含AML在内的多种癌症的发生发展相关。目前,所报道的小分子抑制剂仅单独作用于CBP/p300的HAT结构域或溴结构域,无法完全消除其致癌功能。许永团队长期致力于CBP/p300的研究,并获得了系统性成果(Eur. J. Med. Chem. 2018;Acta Pharmacol. Sin. 2019;J. Med. Chem. 2022;J. Med. Chem. 2018;Bioorg. Chem. 2024)。本研究将课题组前期开发的高活性、高选择性的CBP/p300小分子抑制剂Y08207作为靶蛋白配体,沙利度胺作为E3连接酶CRBN配体,设计并合成了一系列具有新颖结构的CBP/p300 PROTAC分子(图1),可用于AML的治疗。通过系统的构效关系研究和生物活性评价,最终发现高活性的CBP/p300降解剂XYD129(图2)。该降解剂能有效结合CBP/p300和CRBN,并形成稳定的三元复合物。XYD129可抑制AML细胞系MV4-11和MOLM-16的增殖(IC50分别为49 nM和7.4 nM),并通过蛋白酶体途径降解CBP和p300蛋白(图2)。在MOLM-16小鼠异种移植瘤模型中,XYD129可显著抑制小鼠体内肿瘤的生长(TGI = 60%)(图2)。本研究为AML的治疗提供了新的候选药物。广州健康院许永研究员、吴锡山副研究员和国科宁波生命与健康产业研究院向秋萍副研究员为本论文的共同通讯作者。沈阳药科大学联合培养博士研究生吴天帮,广州健康院博士研究生胡建康以及广州医科大学联合培养硕士研究生赵肖凡为本论文的共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划,国家自然科学基金,广东省基础与应用基础研究项目,广州市科技计划项目,呼吸疾病国家重点实验室项目,金沙威尼斯欢乐娱人城青年创新促进会、广东省“一带一路”联合实验室基金的支持。论文链接图1. 靶向CBP/p300的PROTAC降解剂的设计策略图2. XYD129的结构及活性数据
    2024-06-04
  • 长沙市科技重大专项“优质风味猪肉生产及特色湘猪健康养殖关键技术” 召开推进会
    6月2日,长沙市科技重大专项优质风味猪肉生产及特色湘猪健康养殖关键技术推进会在项目牵头单位金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所召开。6月2日,长沙市科技重大专项“优质风味猪肉生产及特色湘猪健康养殖关键技术”推进会在项目牵头单位金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所召开。项目首席科学家印遇龙院士,湖南农业大学、湖南天府生态农业有限公司、湖南粒丰生物科技有限公司、唐人神集团股份有限公司等单位的专家及项目主要参与人员参加会议。项目负责人李凤娜研究员汇报了项目的主要研发内容与实施方案,她从“湘猪”肉品质特征成分数据库构建和内源性有益微生物的筛选鉴定、“湘猪”肉品风味及生产效益提升的精准营养调控技术研发、优质“湘猪”肉品生产关键技术集成及示范等方面阐述了项目开展情况,重点介绍了项目的目标与任务,并就项目技术内容进行详细分解与指标分配。参与人员倪姮佳副研究员汇报了“湘猪”代表品种大围子猪的研究进展,参与企业天府农业生态有限公司及粒丰生物科技有限公司负责人分别汇报了各自主攻业务及与项目相关的研发进展。印遇龙对项目的实施与目标提出了要求。与会人员围绕项目已有基础进行了总结归纳,对后续研发方案以及可能遇到的问题进行了讨论。据悉,重大专项是由长沙市政府支持并组织实施,围绕长沙经济社会发展的重大关键共性技术攻关、重大科技成果转化而设立的科技计划专项。根据长科发〔2024〕2号文,2023年度共资助35项,“优质风味猪肉生产及特色湘猪健康养殖关键技术”(kh24010015)专项是畜牧养殖领域唯一的获批项目。该项目立足优质猪肉的生产以及地方猪健康养殖,旨在发挥地方品种猪的优良特性,并为瘦肉型猪的品质提升提供思路。会议现场与会人员合影
    2024-06-03
  • 广州能源所在酸碱处理对林木类木质纤维素结构及酶解特性影响的研究方面取得进展
    广州能源所科研人员系统研究了NaOH和KOH两种碱对杨木结构破坏的影响,深入探讨了预处理底物结构与酶解的相关性。研究结果表明,NaOH和KOH在相同的预处理强度(包括时间、温度和pH值等条件)下对杨木产生不同程度的破坏,从而导致不同的酶解率。木质纤维素生物质是自然界中最丰富的碳基资源,其主要组分纤维素、半纤维素和木质素都可以转化为高附加值化学品,然而三组分互相缠绕导致木质纤维素结构复杂紧凑,限制了木质纤维素的高效利用。在木质纤维素拆解过程中,通常只考虑预处理方式的影响而忽略试剂本身性质对木质纤维素拆解的影响。实际研究发现,不同的预处理试剂会使木质纤维素的组分发生不均匀降解,从而产生不同的残渣,最终导致残渣酶解效率差别巨大。基于此,广州能源所科研人员系统研究了NaOH和KOH两种碱对杨木结构破坏的影响,深入探讨了预处理底物结构与酶解的相关性。研究结果表明,NaOH和KOH在相同的预处理强度(包括时间、温度和pH值等条件)下对杨木产生不同程度的破坏,从而导致不同的酶解率。相比之下,NaOH比KOH更能有效地破坏杨木结构,这可能是由于Na+的离子半径较小(Na+离子半径为0.95Å,K+离子半径为1.33Å),从而可以更好地渗透到杨木中以提高预处理程度。结构分析表明,相比于KOH预处理,NaOH预处理残渣具有更少的氧化表面、更高可及性的纤维表面和更多的无定型区,均可更有效促进其酶解(图1)。同时,通过研究NaClO2、NaOH和H2SO4等三种不同酸碱性预处理和酶解残渣顽抗性,发现预处理渣中较高的β-β′含量和S/G比均不利于酶解。在木质素-碳水化合物复合体中,苄基醚和苯基糖苷键与木糖和甘露糖连接,形成了木糖-木质素-葡甘聚糖网络。该网络的稳定性、空间位阻性和疏水性可能在确定木质纤维素的顽抗性方面起着关键作用(图2)。以上研究成果发表在期刊Carbohydrate Polymers和International Journal of Biological macromolecules上,广州能源所博士后Usama Shakeel为第一作者,亓伟研究员和张宇正高级工程师为共同通讯作者。该研究获得国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助。相关论文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122037;              https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131193图1. NaOH和KOH两种碱对木质纤维素预处理的影响β-β׳                                                                LCC图2. 生物质不同组分的顽抗性与酶水解之间相互作用
    2024-05-29
  • 华南植物园对植物DNA甲基化的调控研究获进展
        DNA甲基化是表观遗传修饰中的一个重要组成部分,可以通过改变染色质的结构,DNA的稳定性以及DNA和蛋白质的结合程度调控基因表达。在植物DNA甲基化的建立和维持过程中,植物特有的RNA聚合酶V(Pol V)通过转录出的非编码RNA招募一系列下游因子实现对DNA的甲基化。目前,以Pol V为核心的DNA甲基化复合体已经鉴定出了多个组分成员,但作为复合体核心Pol V的转录行为如何调控却并不清楚。同时,植物中独立进化出的Pol V是否于Pol II存在相互调控也鲜有研究。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园农业与生物技术中心陈琛研究团队最新研究发现,真核生物中保守的Pol II转录延伸因子SPT6L能与Pol V在体内形成复合物并共定位于富含转座子的基因间区(图1)。SPT6L的缺失导致DNA甲基化水平显著下降,但却不影响Pol V在基因组上的结合。进一步研究发现,SPT6L突变并不影响参与决定DNA甲基化水平的一系列因子如DNA甲基转移酶、去甲基化酶以及小RNA的变化(图2)。最后,通过对比检测Pol V的新生转录产物,发现SPT6L的缺失显著降低了Pol V转录产物的丰度以及长度(图3),表明SPT6L在Pol V转录延伸过程中发挥重要作用。DNA甲基化通常与基因和转座子的转录沉默紧密相连,有意思的是,本项研究发现Pol V与Pol II在招募转录延伸因子SPT6L上呈现竞争关系(图4),而SPT6L的缺失均能显著降低Pol II1及Pol V在DNA上转录活性(图3)。这一结果表明Pol II与Pol V对转录延伸因子的竞争也可能成为除DNA甲基化外控制基因和转座子表达的新层次。相关研究成果于近日发表国际学术期刊在Nature Communications(《自然-通讯》)(IF=17.694)上。金沙威尼斯欢乐娱人城华南植物园刘玉娟博士为文章第一作者,陈琛研究员和王昌虎副研究员为共同通讯作者。此外广东省农业科学院的舒洁博士、刘军研究员;华南植物园的张志博士、丁宁博士、刘锦源;加拿大农业部的崔玉海研究员也参与了研究工作。该项研究得到了国家自然科学基金面上项目和青年项目、广州市科技计划项目的资助。文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-48940-8图1. SPT6L和Pol V在体内形成复合物并且共定位于基因间区图2. SPT6L突变降低DNA甲基化但不影响DNA甲基化组分蛋白因子和小RNA的表达图3. SPT6L突变降低Pol V的转录产物的丰度和长度图4. Pol II与Pol V在招募SPT6L上存在竞争关系
    2024-05-29
  • 国家自然科学基金地质联合基金重点项目“喀斯特关键带土壤-养分多界面流失的水文驱动机制”召开项目启动会暨学术交流会
    5月24日至26日,由金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所牵头承担的国家自然科学基金地质联合基金重点项目喀斯特关键带土壤-养分多界面流失的水文驱动机制启动会暨学术交流会在环江召开。5月24日至26日,由金沙威尼斯欢乐娱人城亚热带农业生态研究所牵头承担的国家自然科学基金地质联合基金重点项目“喀斯特关键带土壤-养分多界面流失的水文驱动机制”启动会暨学术交流会在环江召开。来自金沙威尼斯欢乐娱人城成都山地灾害与环境研究所、金沙威尼斯欢乐娱人城地球化学研究所和亚热带生态所等单位的专家,及项目主要参与人员和研究生参加了启动会。会议由亚热带生态所研究员王克林主持。项目负责人、亚热带生态所研究员陈洪松首先从立项背景、关键科学问题、研究目标与内容、实施方案、预期成果等方面对项目整体研究思路进行了汇报。亚热带生态所博士后王发、桂林理工大学教授徐勤学和湖南科技大学副教授冯腾分课题详细汇报了实施方案。专家组认真听取了项目和课题的汇报,指出有效地防控水、土、养分地表-地下双重流失,是西南喀斯特地区石漠化治理成效稳固和生态系统质量提升的关键。同时,对项目涉及的关键带岩土结构特征,及裂隙土壤填充历史反演、岩土结构/土地利用对水-土-养分多界面流失的影响机制、坡-洼系统水文连通性对土壤侵蚀-养分流失过程的影响、峰丛洼地小流域水-土-养分流失耦合模型等内容进行了充分讨论;对项目实施过程中可能遇到的问题,提出了建设性的意见。会议期间,陈洪松邀请专家组成员金沙威尼斯欢乐娱人城成都山地灾害与环境研究所研究员熊东红和亚热带生态所研究员李振炜分别以“基于210Pbex示踪的退耕地土壤侵蚀评估模型及其应用”和“西南喀斯特流域水沙变化及其影响因素解耦”为题做学术汇报。熊东红详细介绍了退耕地210Pb法的深度分布变化模型和侵蚀计算模型,并以洛乌沟小流域为例介绍了模型的验证与应用;李振炜分别从流域水沙关系时空变化特征及影响机制与预测,侵蚀产沙反演及泥沙来源示踪等方面进行了汇报。会后,与会专家考察了环江喀斯特生态系统观测研究站试验场和拟选择的试验流域,对项目的研究方案进行现场指导。此次会议课题组成员进一步明确了研究任务和工作重点,为项目顺利实施奠定了扎实基础。陈洪松表示,项目组将结合各位专家的意见建议对实施方案进行优化,确保项目高效实施。专家组与项目成员合影项目和课题负责人进行汇报学术交流会专家组成员与项目骨干试验场地考察合影
    2024-05-28
  • 《中沙群岛综合科学考察研究报告》专著正式发布
    南海是世界上最大的边缘海之一,面积约350万km²,贯通太平洋和印度洋,是联系东亚、非洲和欧洲最为繁忙的国际航路之一,超过200个无原住民居住的岛屿与岩礁散落于各处,拥有丰富的海洋矿产与生物资源。中沙群岛地处南海中部,包括黄岩岛、中沙大环礁两个环礁系统,以及30多个暗滩和暗沙,覆盖海域面积超过60万km²,其岛礁散布范围之广仅次于南沙群岛。但中沙群岛所有暗滩和暗沙均隐伏于海水中,仅黄岩岛礁坪有个别礁石露出海面。中沙大环礁是中沙群岛的主体部分,是世界上少有的大型环礁系统,其珊瑚礁生态系统结构复杂,渔业资源丰富。因此,开展对中沙群岛及其邻近海域系统、全面的综合科学考察工作,不仅有利于摸清家底、提高对南海的认知,还是服务于南海资源可持续开发与保护、支撑“经略南海”与“海洋强国”建设的必要保障。《中沙群岛综合科学考察研究报告》,科学出版社,2024年出版新中国成立后,我国便开始部署南海诸岛及其邻近海域的科学考察工作,其中,针对中沙群岛及其邻近海域的科学考察工作始于20世纪70年代。1973~1977年开展的“南海中、西沙群岛及附近海域调查”共进行了11个航次,是规模较大、较系统的一次覆盖中沙群岛海域的科学考察任务,科考团队多次穿越中沙群岛,并登上黄岩岛,科学考察项目涵盖了地质地貌、水文环境、生物生态等不同学科。遗憾的是,限于当时航次或调查条件等诸多因素,许多资料虽然非常珍贵但并不完整。21世纪以来,我国对中沙群岛及其邻近海域的科学考察力度明显加大。2014年和2015~2017年开展了中沙群岛及其邻近海域的渔业资源科学考察;2014~2016年连续三年开展了中沙群岛造礁石珊瑚多样性调查;2015年在国家科技基础性工作专项及国家重大科学研究计划等项目支持下,对中沙群岛的黄岩岛海域进行了生物生态和水环境调查。总的来说,上述中沙调查工作取得了很多宝贵的数据资料,支撑了对中沙群岛的科学认知。但是,上述科学考察和研究多是针对特定学科方向,新技术、新方法的应用不足,这在很大程度上限制了我们对中沙群岛的全面系统认知,不利于我国推进南海的权益维护与可持续发展。中沙群岛综合科学考察在此背景下,由金沙威尼斯欢乐娱人城南海海洋研究所牵头,汇集了在南海科学考察和研究方面具有优势的9家科研院所或高校的科研团队,依托于科技部立项的科技基础资源调查专项“中沙群岛综合科学考察”项目(2018FY100100),首次对中沙群岛及其邻近海域珊瑚礁地形地貌、水文动力、地质结构、环境化学、生物生态、渔业资源等进行了全面的综合科学考察。科考团队于2019~2022年间开展了7个航次调查任务,调查范围覆盖了中沙大环礁、黄岩岛、一统暗沙、神狐暗沙及其临近海域,并将调查数据与遥感数据、历史资料相结合,综合分析,汇编整理,形成《中沙群岛综合科学考察研究报告》(林强等著. 北京:科学出版社,2024.3)。中沙群岛海域气候条件恶劣,风大浪急,面临突发恶劣天气时缺少庇护场所,科学考察过程中还面临着外方干扰等不确定性因素,尤其是珊瑚礁调查区域水深普遍超过15m,水情复杂多变,这对于执行调查任务的潜水队员来说难度大、危险性高。正是在此情况下,科考队员不惧艰险,最终获得了本书所记录的样本和数据。本书的资料收集、编撰和出版得到了国家科技基础资源调查专项项目、国家自然科学基金项目等资助。中沙群岛综合科学考察队合影(2019)
    2024-05-25
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