当前位置:主页 > 新闻 > 生命科学 > 正文
生命科学占4席!2017年中国科学十大进展在京发布
来源:未知     作者:admin      2018-03-13 16:30       
  “中国科学十大进展”遴选活动由科技部高技术研究发展中心举办,截至2018年已举办13届。研究进展由《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》五家编辑部推荐,由两院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973计划项目首席科学家、国家重点实验室主任等专家学者经过初选和终选两轮投票选出。
 
  该项活动旨在加强对我国重大基础研究进展的宣传,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,促进公众更加理解、关心和支持科学,在全社会营造良好的科学氛围。该项活动已成为我国基础研究传播工作的一个品牌,在科技界产生了良好反响。
 
  以下是与生命科学有关的4项进展:
 
  1  将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物
 
  流感、艾滋病和埃博拉出血热等烈性传染病时刻危害着人类的健康和社会稳定,其幕后“黑手”是结构和功能多样且快速变异的病毒,而疫苗是预防病毒感染的有效手段。
 
  北京大学药学院周德敏、张礼和研究组以流感病毒为模型,在保留病毒完整结构和感染力的情况下,仅突变病毒基因的一个三联遗传密码为终止密码,流感病毒就由致病性传染源变为预防性疫苗,再突变多个三联码为终止密码,病毒就变为治疗性药物。
 
  此类疫苗的特点是保留了野生型病毒的全部抗原、感染活力和相同的感染途径,可以诱发人体产生强而广的体液免疫、鼻腔黏膜免疫以及T-细胞活化免疫应答,但感染人体后复制能力缺失。这种复制缺陷的活病毒疫苗在老鼠、雪貂和天竺鼠模型中得到验证,达到广谱、持久和高效的效果。该方法颠覆了传统灭活/减毒疫苗的理念,前者需改变病毒抗原结构去除其毒性,只能部分激发人体免疫力,所以需要多次接种。后者需要复杂的工艺处理方能保留病毒的完整结构,但仍具有弱的复制能力和潜在的致病性,安全隐患大。该方法将是研发活病毒疫苗的一种通用方法,并可针对几乎所有病毒。
 
  相关研究进展发表在2016年12月2日《科学》[Science, 354(6316):1170—1173]
 
  该研究进展是我国长期支持基础研究、并鼓励基础研究进行临床转化的典型范例。Science评述该进展为病毒疫苗领域的革命性突破,Nature称其为“驯服病毒的新方法”。
 
  2  中国发现新型古人类化石
 
  许昌人一号(右)和许昌人二号(左)头骨化石
 
  长期以来,古人类学界对在中国境内发现的中更新世晚期至晚更新世早期过渡阶段古人类成员的演化地位一直存在争议。争论的焦点是:他们是由本地的古人类连续进化而来?还是外来人群的成功入侵者?最近在河南灵井遗址发现的两件距今10.5—12.5万年前的古人类——许昌人的头骨化石,为探讨这一阶段中国古人类的演化模式提供了重要信息。
 
  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰研究组与美国华盛顿大学Erik Trinkaus等合作的研究显示,许昌人颅骨既具有东亚古人类低矮的脑穹隆、扁平的颅中矢状面、最大颅宽的位置靠下的古老特征,同时又兼具欧亚大陆西部尼安德特人一样的枕骨(枕圆枕上凹/项部形态)和内耳迷路(半规管)形态,呈现出演化上的区域连续性和区域间种群交流的动态变化。此外,许昌人超大的脑量(1800 cc)和纤细化的脑颅结构,又体现出中更新世人类生物学特征演化的一般趋势。目前还无法将其归入任何已知的古人类成员之中,许昌人可能代表一种新型的古老型人类。
 
  这项研究填补了古老型人类向早期现代人过渡阶段中国古人类演化上的空白,表明晚更新世早期中国境内可能并存有多种古人类成员,不同群体之间有杂交或者基因交流。许昌人化石为中国古人类演化的地区连续性以及与欧洲古人类之间的交流提供了一定程度的支持。
 
  相关研究进展发表在2017年3月3日《科学》[Science, 355(6328): 969—972]
 
  该研究发现引起了国内外学术界和媒体的极大关注,Science、Current Biology等国际顶端学术期刊都为此发表专题评论,认为这项研究填补了古老型人类向早期现代人过渡阶段东亚地区古人类演化上的空白,是中国学者在古人类研究领域取得的一项重大突破。
 
  许昌人在现代人进化中的位置
 
  3  酵母长染色体的精准定制合成
 
  酿酒酵母长染色体的精准定制合成
 
  基因组设计合成是对基因组进行全新设计和从头构建,能够按需塑造生命,开启从非生命物质向生命物质转化的大门,推动生命科学研究由理解生命向创造生命延伸。然而,基因组合成面临长染色体难以精准合成、合成染色体导致细胞失活等难题。
 
  天津大学元英进、清华大学戴俊彪、深圳华大基因杨焕明等团队与合作者利用多级模块化和标准化人工基因组合成方法,基于一步法大片段组装技术和并行式染色体合成策略,实现了由小分子核苷酸到活体真核长染色体的定制合成,建立了基于多靶点片段共转化的基因组精确修复技术和DNA大片段重复的修复技术,成功设计构建了4条酿酒酵母长染色体,实现了真核长染色体合成序列与设计序列的完全匹配;原创性地建立了基因组缺陷靶点快速定位方法,提供了表型和基因型关联分析的新策略,通过缺陷靶点的定位与排除,解决了合成基因组导致细胞失活的难题;在此基础上,构建了人工环形染色体,为当前无法治疗的染色体成环疾病发生机理和潜在治疗手段建立了研究模型。该研究为深化理解生命进化、基因组与功能关系等基础科学问题提供了新的思路。
 
  相关研究进展以4篇论文形式发表在2017年3月10日《科学》[Science, 355(6329): eaaf4704, eaaf4706, eaaf4791,eaaf3981]
 
  研究成果引起国内外专家和媒体的极大关注。Science同期发表专文评论,Nature、Nature Biotechnology、Nature Reviews Genetics、Molecular Cell等多个顶级期刊均发表专文或亮点介绍,高度评价本工作,认为这是第一个全合成真核生物基因组的重要里程碑。
 
  4  研制出可实现自由状态脑成像的微型显微成像系统
 
  质量仅为2.2克的可佩戴式双光子荧光显微镜
 
  北京大学生物膜与膜生物工程国家重点实验室程和平及陈良怡研究组与电子工程与计算机科学学院张云峰和王爱民等合作,运用微集成、微光学、超快光纤激光和半导体光电子学等技术,在高时空分辨在体成像系统研制方面取得突破性技术革新,成功研制出2.2克微型化佩戴式双光子荧光显微镜,在国际上首次记录了悬尾、跳台、社交等自然行为条件下,小鼠大脑神经元和神经突触活动的高速高分辨图像。
 
  此项突破性技术将开拓新的研究范式,在动物自然行为条件下,实现对神经突触、神经元、神经网络、多脑区等多尺度、多层次动态信息处理的长时程观察,这样不仅可以“看得见”大脑学习、记忆、决策、思维的过程,还将为可视化研究自闭症、阿尔茨海默病、癫痫等脑疾病的神经机制发挥重要作用。
 
  相关研究进展发表在2017年7月《自然?方法学》[Nature Methods, 14(7):713—719]
 
  该成像系统被2014年诺贝尔生理学或医学奖得主Edvard I. Moser称之为研究大脑的空间定位神经系统的革命性新工具。