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中国生物物理学会推荐三项成果入选2021年度中国生命科学十大进展

日期:2022-01-12  浏览次数:2499

       1月10日,中国科协生命科学学会联合体公布了2021年度“中国生命科学十大进展”评选结果。中国生物物理学会作为联合推荐单位报送的三项研究成果入选,其中,知识创新类项目两项,“新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究”“转录起始超级复合物组装机制”,技术创新类项目一项“干涉单分子定位显微镜”

新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制


新冠病毒转录复制复合体的mRNA加帽状态与复制校正状态

      新冠病毒肺炎疫情已持续两年,不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成“转录复制复合体”,负责病毒转录复制的全过程,在各突变株中高度保守,是开发广谱药物的核心靶点。

      清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组,在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式。以此为基础,首次明确了病毒mRNA“加帽”成熟的关键酶分子,回答了冠状病毒研究中近30年来悬而未决的问题,并且该分子在各突变株中高度保守,在人体中没有同源物,为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点。同时,他们还首次发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”,阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制,为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。

       以上研究成果分别发表于《细胞》杂志(Cell, 184(1):184-193; Cell, 184(13):3474-3485)。


转录起始超级复合物组装机制

转录起始复合物识别启动子(左图)及转录激活(右图)的分子机制

      转录起始超级复合物是中心法则中转录步骤的核心,对理解基因表达调控和相关生理病理过程具有重要意义,一直是国际生命科学研究的核心和前沿问题。

      复旦大学徐彦辉团队解析转录起始复合物PIC及其与Mediator(中介体)组成的转录起始超级复合物结构的三维结构,系统地展示转录机器识别不同类型启动子并完成组装的全过程,揭示了转录为何发生在几乎所有基因的启动子上,颠覆了关于启动子识别和转录起始复合物组装的传统认识,阐明了Mediator促进PIC组装和转录激活的机制。

      上述成果以2篇研究长文发表于《科学》杂志(Science 372, eaba8490;Science 372, eabg0635),其中一篇被Science杂志选为封面文章,题目为“转录如何起始”。


干涉单分子定位显微镜



 干涉单分子定位显微镜解析细胞微管空心结构

       细胞的生理过程是由纳米尺度的生物分子执行的,因此对生命活动更深入的理解需要纳米分辨率的成像技术。中国科学院生物物理研究所徐涛院士组和纪伟研究组组成的技术攻关团队,一直聚焦于突破光学显微成像分辨率的研究,前期发展的ROSE显微镜把侧向(X-Y)分辨率提高到纳米水平(Nature Methods,2019),基于干涉定位创新原理又研制出ROSE-Z显微镜,进一步突破了轴向(Z)分辨率,可解析纳米尺度的亚细胞结构,为生命科学研究提供了有力工具。该研究表明光学显微镜已经步入纳米分辨率时代,我国科学家在该领域具备多学科交叉技术创新能力,研制的具有自主知识产权的新型超分辨成像设备处于国际领先地位。

       该成果发表于《自然-方法》杂志(Nature Methods,2021,18:369-373)。


       中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展年度“中国生命科学十大进展”评选工作,旨在推动生命科学研究和技术创新,充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。本年度延续了将项目成果进行知识创新和技术创新分类推荐和评选的方式,组织成员学会推荐,由生命科学、生物技术和临床医学等领域同行资深专家评选,并经中国科协生命科学学会联合体主席团审核,最终确定8个知识创新类和2个技术创新类项目成果为2021年度“中国生命科学十大进展”。