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新突破:中国科学家最新发表五篇Nature、Science和Cell!

青塔  · 公众号  · 大学生  · 2016-12-04 14:42

正文

近年来,随着科研经费的持续增加,中国基础科学研究取得了非常多的重量级研究成果,在国际顶尖学术期刊上中国科学家发表的高水平学术论文也越来越多,部分研究领域经常会有重大突破性进展。

《自然》(Nature)、《科学》(Science)和《细胞》(Cell)作为目前国际上最顶尖的学术期刊,每期发表文章数量都很少,发表文章基本也代表了相关领域的顶尖研究成果,而最近一段时间就有五篇研究性论文的主要完成单位来自中国,确实是非常不错的势头。

值得注意的是,以往中国科学家每年发表的Science和Nature相对较多,而生物医学领域顶尖期刊Cell发表文章却非常少,本次五篇文章就有3篇Cell,可见中国科学家在生物医学领域进步还是很快的。五篇文章中:北京大学发表一篇Science,西安交通大学等联合发表一篇Nature,清华大学、华中科技大学和中国农业大学等各发表一篇Cell。本期我们就一起来看看中国科学家发表的这五篇顶尖论文。

北大周德敏/张礼和课题组病毒疫苗领域成果在Science发表

图:北京大学周德敏/张礼和课题组

12月2日,国际顶级期刊《Science》发表了北京大学周德敏/张礼和课题组的突破性研究进展,题为“Generation of Influenza A Viruses as Live but Replication-Incompetent Virus Vaccines”。

在国家创新药物专项、基金委和国家“973”计划的支持下,周德敏/张礼和课题组,以流感病毒为模型,发明了人工控制病毒复制从而将病毒直接转化为疫苗的技术,即在保留病毒完整结构和感染力的情况下,仅突变病毒基因组的一个三联码,使流感病毒由致命性传染源变为了预防性疫苗,再突变三个以上三联码,病毒由预防性疫苗变为治疗病毒感染的药物,并且随着三联码数目的增加而药效增强。这一“四两拨千斤”技术不仅使疫苗研发不再复杂,而且摆脱了对病毒生物学知识获得的依赖,并适用于几乎所有病毒。这一发现颠覆了病毒疫苗研发的理念,成就了活病毒疫苗的重大突破。

鉴于该成果在预防和治疗病毒性传染病方面的重大医学价值和社会意义,全球最大的科技新闻工作站SciPak将该发现作为亮点,于美国东部时间12月1日下午2:00向全球媒体发布。随即新华社、纽约时报、华尔街日报、加拿大广播公司和香港南华早报等媒体相继跟进,对这一重大发现进行了专题报道。Nature杂志也对此突破性进展给与了高度评价,认为周德敏及其北京大学同仁们建立的方法将被广泛用来制备更高效的病毒疫苗。

周德敏教授和张礼和院士来自于北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室,五年直博生司龙龙和徐欢为该论文的共同第一作者。论文链接如下:

http://science.sciencemag.org/content/354/6316/1170

清华大学杨茂君课题组哺乳动物线粒体研究成果在Cell发表

图:清华大学杨茂军教授

12月2日,国际学术期刊《细胞》(Cell)发表了清华大学杨茂君研究组题为《哺乳动物呼吸链超级复合物I1III2IV1结构》的研究论文,首次解析了猪心线粒体呼吸链超级复合物(呼吸体)原子分辨率(3.3-3.9Å)下的冷冻电镜结构。

这是杨茂君研究组继今年9月21日在国际学术期刊《自然》(Nature)上发表题为《哺乳动物呼吸体结构》的研究论文揭示呼吸体中等分辨率(5.4 Å)结构之后,在这一领域内快速取得的又一项高水平研究成果。

对线粒体呼吸链的结构生物学研究一直都是国际生命科学领域的热点之一。据了解,从1994年至今,呼吸链复合物IV、III、II和V各自的高分辨率结构依次获得解析。2005年,我国著名结构生物学家饶子和研究组解析了首个哺乳动物线粒体中复合物II的高分辨率晶体结构,阐明了复合物II中电子传递的机制、工作机理以及与疾病的关系。2012年,杨茂君研究组在《自然》(Nature)上发表研究论文,解析了II型NADH-泛醌氧化还原酶的高分辨率晶体结构。论文链接如下:

http://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(16)31533-1

西安交通大学等联合在Nature发表重要研究成果


通讯作者:李巨教授(左)、李群仰副教授(中)和Robert W. Carpick教授(右)

近代摩擦学研究表明,三维固体材料在无磨损情况下的摩擦行为往往与界面真实接触面积大小直接相关。而《Nature》杂志于11月24日以“The evolving quality of frictional contact with graphene”为题在线发表的一项研究成果表明,界面摩擦对于二维材料存在独特的机理:二维材料由于其超薄的几何特性和超大的柔性,能够通过改变自身构型来影响接触界面的钉扎状态,进而可从界面的“质”而不仅是“量”上来调控其摩擦性能。

该项工作是由西安交通大学金属材料强度国家重点实验室孙军教授课题组的李苏植博士,在西安交通大学特聘教授、美国麻省理工学院李巨教授的指导下,与清华大学航天航空学院李群仰副教授和美国宾夕法尼亚大学Robert W. Carpick教授合作完成,参与该工作的还有西安交通大学的丁向东教授、孙军教授,德国卡尔斯鲁厄理工大学Peter Gumbsch教授等。

该研究工作首次阐述了石墨烯摩擦演化行为的机理,相关的“接触质量”理论对于其它拥有超柔力学特性的二维材料也具有普适性,同时对进一步理解固体界面摩擦行为的物理机制具有重要的指导意义。论文链接如下:

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7630/full/nature20135.html

中国农业大学等在Cell上联合发表寨卡病毒最新研究成果


图:中国农业大学李向东教授。来源:央视新闻

11月22日,国际学术刊物《细胞》(Cell)在线发表了中国农业大学教授李向东与中国科学院微生物研究所高福团队合作的寨卡病毒最新研究成果。论文标题为Zika Virus Causes Testis Damage and Leads to Male Infertility in Mice。

文章发现寨卡病毒在小鼠模型中引起睾丸损伤并最终导致雄性不育,从全新的角度揭示了寨卡病毒对人类健康可能存在的影响。中国农业大学马文强、中科院微生物所李世华、中国农业大学马槊乾和贾力娜为文章的共同第一作者。

该研究为寨卡病毒通过精液传播提供了科学依据,提示寨卡病毒对男性健康的影响及性传播的危害需要引起世界范围的关注。论文链接如下:

http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31537-9

华中科技大学刘剑峰课题组研究成果在Cell上发表


图:华中科技大学刘剑峰课题组

2016年11月17日,华中科技大学刘剑峰课题组研究成果在Cell上发表,研究论文标题为“线虫中与味觉受体同源的LITE-1是一种光受体” (The C.elegans taste receptor homolog LITE-1 is a photoreceptor)。

在华中科技大学生命学院刘剑峰教授和长江讲座教授许献忠(密西根大学)的共同指导下,生命学院教育部分子生物物理重点实验室2009级博士生龚建科同学,经过5年半的辛勤努力,发现了秀丽线虫(C. elegans)中一种高效的新型光受体LITE-1。这个受体是和味觉受体同源的,但是可以特异的吸收紫外光。LITE-1吸收光的能力比人眼睛中的光受体蛋白——视网膜蛋白(Rhodopsin)强50倍,同时比已知的在植物和细菌中发现的其他光受体蛋白吸收光的能力高10-100倍左右。由于LITE-1具有高效的吸收紫外光的特性,该项研究预示着LITE-1和相关多肽可以作为全新的、无毒副作用的防晒霜添加剂以保护皮肤避免受到紫外线的伤害,相关专利已经申请。

据悉,自2010年开始,华中科技大学生命学院教育部分子生物物理重点实验室刘剑峰教授课题组和密西根大学许献忠教授实验室建立了合作研究小组,以秀丽线虫为模式动物研究膜受体调控的神经生物学。目前已经取得多项研究成果并培养了多名优秀博士生和博士后,相关研究成果分别发表在《细胞》(Cell)(2013年) 、《细胞•代谢》(Cell Metabolism)(2013年)、《细胞•报告》(Cell Reports)(2015年2篇) 、《自然•通讯》(Nature Communications)(2015年1篇;2016年1篇)和《神经元》(Neuron)(2016年1篇)上。论文链接如下:

http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(16)31518-5