该论文提出了一种基于核酸杂交增强荧光用于高灵敏核酸检测的新策略。 近日，国际分析化学领域权威期刊Analytical Chemistry在线发表文章“Nucleic Acid Hybridization Enhanced Luminescence for Rapid and Sensitive RNA and DNA Based Diagnostics”。该论文提出了一种基于核酸杂交增强荧光用于高灵敏核酸检测的新策略。该成果由SIAT深圳市微纳生物传感重点实验室（筹）喻学锋研究员团队完成，材料界面中心金宗文、罗擎颖副研究员为该文章通讯作者。
晚二叠世生物大灭绝（Late Permian Mass Extinctions, LPME）被认为是地质历史时期最严重的生物圈危机。当时两次独立的灭绝事件，即瓜德鲁普—乐平世生物大灭绝（Guadalupian-Lopingian Extinction, GLE）和二叠纪末生物大灭绝（Permian-Triassic Extinction, PTE），造成了地球上90%以上的物种灭绝。目前认为这两次灭绝事件与峨眉山大火成岩省（Emeishan Large Igneous Province, ELIP; ~260 Ma）和西伯利亚大火成岩省（Siberian Traps Large Igneous Province, STLIP; ~252 Ma）的侵入、喷发以及温室气体的大规模排放密切相关。虽然上述观点已被广泛接受，但与之相关的温室气体来源与排放机制尚不完全清楚，这是当前国际研究热点之一。固体沥青作为古油藏发生裂解并生成甲烷的最终产物，广泛分布于受大火成岩省影响的上扬子地区（如四川盆地）和西伯利亚地区（如通古斯盆地）。因此，大火成岩省引发古油藏裂解的高温甲烷排放可能是地质历史时期全球气候变化并诱发生物大灭绝的重要原因。然而，目前仍然缺乏足够证据支持这一观点，其普适性也受到质疑。 针对这一问题，金沙威尼斯欢乐娱人城广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室王云鹏研究员团队与英国兰卡斯特大学周峥研究员团队、中石油勘探开发研究院秦胜飞博士以及曼彻斯特大学Greg Holland博士合作，利用甲烷团簇同位素（单氘）和稀有气体同位素方法系统研究了川中安岳气田灯影组-龙王庙组（Z2dn-？1l）天然气成因，并探讨了大火成岩省引发的古油藏裂解成因高温甲烷排放对晚二叠世生物大灭绝的影响。 研究团队发现，安岳气田天然气甲烷团簇同位素温度（平均249-17/+19～256-20/+22℃，最高记录可达269-20/+22℃）明显高于目前储层温度（140～165℃）、原油裂解峰值温度（160～180℃）和晚白垩世最大埋深时的储层模拟温度（200～220℃）（图1）。基于热模拟实验的化学动力学计算表明，通过原油裂解形成安岳气田这种极端干燥的天然气（C1/ΣC2-5 = 583～3019）所需温度条件超过250℃，这一结果也与甲烷团簇同位素温度相一致。上述结果表明古油藏的裂解和高温甲烷的形成除了受到正常埋藏影响外，还受到异常热事件的影响。 图1 安岳气田天然气甲烷团簇同位素温度（Δ18-based Temp）特征图（图中文献引用见原文） 稀有气体同位素特征表明，龙王庙组（？1l）天然气中的氦（He）几乎全部来自地壳的贡献（>99.7%），而灯影组（Z2dn）天然气中有显著的幔源He贡献（4.80~38.54%），说明灯影组明显受到幔源热液流体的直接影响（图2a）。同时，灯影组天然气中放射性成因氩（Ar*）的离散型分布特征也反映气藏中存在不同比例壳幔来源稀有气体的混合，而龙王庙组天然气中的Ar*与He均表现为单一的地壳来源（图2b）。这一结果说明热液活动强度及地层配置差异造成了两套储层中稀有气体同位素的差异，即灯影组作为下伏地层更靠近基底且无筇竹寺组（？1q）厚层泥页岩的阻挡，因此可能经历了更为直接和强烈的热液影响。上述结果表明，四川盆地曾遭受到“热点”事件即峨眉山地幔柱—大火成岩省的直接影响。 图2 安岳气田天然气稀有气体同位素特征 a. 4He/20Ne vs. 3He/4He（R/Ra）比值图版；b. 40Ar*/4He vs. 3He/4He（R/Ra）比值图版. 根据前人确定的原油裂解产物甲烷与固体沥青之间的产率关系（1.09 L/g）及储层固体沥青平均丰度（约1.0 wt%），研究团队进一步估算出峨眉山大火成岩省诱发的高温裂解甲烷排放量可达1.44万亿吨，温室效应相当于40.41万亿吨的CO2排放，是引发气候变化的峨眉山大火成岩省CO2释放量的两倍有余，足以引发全球气候剧烈变化和生物灭绝。最后，研究团队指出类似的甲烷排放也可能发生在受西伯利亚大火成岩省（STLIP）影响的地区（估计排放量超10万亿吨CH4），进而对二叠纪末生物大灭绝起到重要作用。 本项研究给出了峨眉山大火成岩省（ELIP）导致川中古油藏大规模裂解的关键证据，估算了峨眉山和西伯利亚大火成岩省导致古油藏裂解产生的甲烷排放量，并指出大火成岩省引发古油藏裂解的高温甲烷排放可能是晚二叠世生物大灭绝的重要因素。此外，该研究成果对于重新认识峨眉山大火成岩省对四川盆地含油气系统的影响，包括对盆地特殊热体制、油气成因、油气类型与油气相态及资源分布具有重要的理论意义。 研究成果于11月12日在线发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。论文第一作者为广州地化所博士后陈承声，通讯作者为王云鹏研究员和周峥博士。相关研究受到了金沙威尼斯欢乐娱人城战略性先导科技专项（A类）（XDA14010103）、英国国家自然环境研究理事会项目（NE/T004452/1）、国家自然科学基金项目（41872162、42141022、42203054）和广东省基金项目（2022A1515011823）共同资助。陈承声博士联合培养期间受国家留学基金委（CSC）资助（201904910306）。 论文信息：Chen C（陈承声），Qin S（秦胜飞），Wang Y（王云鹏）*，Holland G，Wynn P，Zhong W（钟万旭），Zhou Z（周峥）*，2022. High temperature methane emissions from Large Igneous Provinces as contributors to late Permian mass extinctions. Nature Communications, 13: 6893. 论文链接
近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院等单位合作在Nature Microbiology发表题为SARS-CoV-2 Delta and Omicron variants evade population antibody response by mutations in a single spike epitope的研究论文。 近日，金沙威尼斯欢乐娱人城广州生物医药与健康研究院等单位合作在Nature Microbiology发表题为SARS-CoV-2 Delta and Omicron variants evade population antibody response by mutations in a single spike epitope的研究论文。 该研究发现一株靶向病毒蛋白受体结合域（RBD）半隐藏表位并具有高亲和力的人源中和抗体R1-32，主要通过打开刺突蛋白并将其瓦解的方式阻止病毒进入细胞；抗体组库分析显示，由IGHV1-69编码的类R1-32抗体在新冠感染人群中被广泛诱导。这是继此前发现的新冠特异性IGHV3-53和IGHV1-58人群共享抗体谱系之后，被发现的又一类由IGHV1-69编码的新冠特异性人群公共性抗体谱系。该研究提供了证据，显示类R1-32抗体谱系特异性靶向L452位点可能是促使Delta和Omicron BA.4/BA.5在该位点发生突变的重要原因。 新冠肺炎疫情从2019年底爆发至今仍在全球持续蔓延，严重影响了人类健康及社会经济。在自然感染和疫苗接种建立的群体免疫压力作用下，SARS-CoV-2不断发现发生变异以逃避抗体的中和。尤其是目前在全球大流行的Omicron突变株的刺突蛋白携带超过30个位点的突变并持续演化。不断出现的突变株对疫苗和抗体药物的有效性造成了巨大的挑战。因此，阐明新突变株逃逸人群抗体的机制，对下一代疫苗及抗体药物的设计与开发具有重要意义。 围绕上述问题，本项研究运用多种技术手段，研究了从SARS-CoV-2早期感染者外周血B细胞中筛选获得的一株靶向RBD、非血管紧张素转化酶2（ACE2）竞争的高亲和力中和抗体R1-32。小鼠实验显示针对新冠病毒原始株感染，R1-32具有良好的保护效果。研究团队通过冷冻电镜解析获得了R1-32 Fab，ACE2与刺突蛋白三聚体三元复合物的高分辨率结构。结果显示，R1-32虽不阻碍ACE2受体结合，但通过靶向一个半隐藏表位破坏刺突蛋白结构，使刺突蛋白无法介导膜融合从而抑制病毒入侵细胞。进一步的结构分析显示，R1-32主要利用HCDR2和HCDR3与RBD发生相互作用，尤其是抗体IGHV1-69基因HCDR2编码的胚系疏水残基I52、I54、L55和I57与刺突蛋白上的疏水残基L452、F490和L492形成的疏水作用对于抗体识别抗原具有重要作用（图1）。 研究注意到L452，F490是新冠病毒刺突蛋白的突变热点，点突变实验进一步证实了L452和F490位点突变会显著影响R1-32与RBD的结合。病毒中和实验也证明R1-32能够被携带L452R的Delta突变株逃逸，最早涌现的高度突变的Omicron BA.1虽然并不逃逸R1-32，但是带有L452R突变的BA.4，BA.5变种迅速涌现，并在当下流行。 鉴于R1-32是利用IGHV1-69编码的胚系残基识别RBD，且关键识别部位为突变热点，研究团队运用了高通量抗体组库测序技术对类R1-32抗体在人群的分布情况进行了分析（图2）。结果发现，该类抗体在健康人群中的抗体组库中存在并可以IgM形式检测到，但是类R1-32抗体在新冠病毒感染后显著富集并主要以类别转换后的IgG形式存在。通过与新冠刺突蛋白特异性抗体数据库中的序列比对，研究发现类R1-32抗体在新冠病毒感染者及疫苗接种者中都被广泛诱导，提示IGHV1-69编码的类R1-32抗体是抗体群体免疫的重要组成部分，并很有可能是刺突蛋白452，490出现突变的主要免疫压力。 该研究鉴定了由IGHV1-69编码的一类新冠刺突蛋白特异性人群抗体的谱系，揭示了代表性抗体R1-32独特的表位特征与中和机制，并阐释了其对突变株的免疫选择压力，对下一代新冠疫苗及抗体药物的设计与评估具有重要意义。 本研究合作单位为生物岛实验室、广州医科大学、金沙威尼斯欢乐娱人城武汉病毒研究所、广州国家实验室。广州健康院博士研究生何平、颜奇鸿，博士后刘邦慧，生物岛实验室高夕杰研究助理、武汉病毒所裴荣娟副研究员为本论文共同第一作者。 熊晓犁研究员、陈凌研究员、何俊研究员及陈新文研究员为本论文共同通讯作者。广州医科大学的赵金存教授团队对该研究中的动物实验提供了鼎力支持。 本研究得到国家自然科学基金项目、金沙威尼斯欢乐娱人城战略性先导科技专项、广州市科学计划重点项目、广东省自然科学基金、呼吸疾病国家重点实验室自主项目、粤港澳呼吸系统传染病联合实验室项目、广东省钟南山医学基金的支持。 图1：R1-32与SARS-CoV-2刺突蛋白及R1-32表位结构图 图2：R1-32类抗体在人群的广泛存在并COVID-19患者中快速诱导产生 论文链接
图三 两条平行环路分别介导压力引起的焦虑样行为和血糖上升现象 深圳先进院王立平研究员为该论文的通讯作者，博士后贾香莲（目前在斯坦福大学做博士后研究）为第一作者，深圳先进院为论文第一单位；该论文受到了广东省脑连接图谱重点实验室、广东省重点领域研发计划脑科学与类脑研究重大科技专项、国家自然科学基金、深圳市科创委等项目的资助。 参考文献 [1] Lebow, M. A. & Chen, A. Overshadowed by the amygdala: the bed nucleus of the stria terminalis emerges as key to psychiatric disorders. Mol Psychiatry 21, 450-463, doi:10.1038/mp.2016.1 (2016). [2] Crestani, C. C. et al. Mechanisms in the bed nucleus of the stria terminalis involved in control of autonomic and neuroendocrine functions: a review. Curr Neuropharmacol 11, 141-159, doi:10.2174/1570159X11311020002 (2013). [3] Ruud, J., Steculorum, S. M. & Bruning, J. C. Neuronal control of peripheral insulin sensitivity and glucose metabolism. Nat Commun 8, 15259, doi:10.1038/ncomms15259 (2017). [4] Xu, J. et al. Genetic identification of leptin neural circuits in energy and glucose homeostases. Nature 556, 505-509, doi:10.1038/s41586-018-0049-7 (2018).
碳通量塔是开展森林冠层和大气界面二氧化碳交换能力研究一个非常有用的工具，特别是在定量南亚热带森林长期碳捕获能力和其他重要气象参数方面。鼎湖山站自2002年10月正式启动了碳通量监测工作，该站是金沙威尼斯欢乐娱人城生态网络最早设立的南亚热带森林观测站点。迄今为止获得的数据，在点上有助于深入了解鼎湖山第一个国家级自然保护区地带性森林在生态系统碳汇服务功能的潜力，在面上有助于找到更好的区域性森林的管理和保护方法。 基于鼎湖山站长期生物监测及涡度相关技术支撑下的碳通量监测数据，近期鼎湖山站科研人员专注于“碳达峰”、“碳中和”(双碳)计划需要解决的关键科学问题，发挥碳通量塔的作用，有如下一些重要发现并发表于相关学术刊物： 1. 采用涡度协方差技术精准确定森林-大气碳交换量。观察到每日生态系统碳通量的季节趋势，表明其对气候因素的敏感性，如气温、降水和光照。研究阐明鼎湖山自然保护区可作为一个示范性的森林生态系统，可用于揭示森林对大气中CO2的吸收和封存的作用。该成果以“An inter-annual comparative study on ecosystem carbon exchange characteristics in the Dinghushan Biosphere Reserve, a dominant subtropical evergreen forest ecosystem”为题，2021年10月发表于Frontiers in Plant Science（《植物科学前沿》）（IF5-Year=7.255），论文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.715340 2. 在鼎湖山自然保护区进行的一项为期12年（2003-2014年）监测数据的研究表明，干旱的频率和强度都在增加，这一现象正在以独特的方式影响森林中的碳固存。与全球其他生态系统不同的是，该保护区被发现在干旱月份比雨季吸收更多的碳，季节性干旱导致亚热带森林碳增加。该成果以 “Seasonal droughts drive up carbon gain in a subtropical forest”为题， 2022年9月发表于Journal of Plant Ecology（《植物生态学杂志》）（IF5-Year=2.676），论文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtac088 3. 证明了涡流协方差技术可以用于测量碳封存和相关经济价值影响。研究表明，对于碳经济价值的直接估算，在鼎湖山自然保护区每年平均5300吨碳的封存量相当于该地区330万元人民币（约合53万美元）的经济附加值。该成果以“Carbon flux variation and associated biomass energy storage economic value implications in the Dinghushan Biosphere Reserve”为题，2022年11月发表于Journal of Cleaner Production（《清洁生产杂志》）（IF5-Year =11.016）论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134274 这些已发表的研究成果从另一层面表明，涡度通量数据在理解森林的生理和生态功能方面非常有用。针对“双碳”计划的实施，这些研究是及时的，其中关于经济价值的评估，同行专家高度肯定，认为从科学和教育的角度来看，这篇论文都很有趣（The paper is very interesting from both a scientific and an educational point of view），有助于制定进一步保护和管理南亚热带森林生态系统类型的政策。华南植物园博士生Brian Njoroge为以上论文的第一作者，导师李跃林研究员为通讯作者，鼎湖山站团队成员为论文的发表贡献了集体力量，扮演了各自重要的角色。该团队正在致力于未来的相关碳通量项目，利用涡度通量数据来扩大对不同气候区森林生态系统的科学理解。 图1. 鼎湖山站碳通量观测系统 图2. 实测总初级生产力和二氧化碳羧化速率的季节性趋势（论文1） 图3. “季节性干旱导致亚热带森林碳增加”图文摘要（论文2） 图4. 数据采集和分析流程图解（论文3）
