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生命中心李毓龙、瞿礼嘉、乔杰、雷晓光团队研究成果入选2023年度“中国生命科学十大进展”

2月29日,中国科协生命科学学会联合体公布2023年度“中国生命科学十大进展”,生命中心李毓龙团队研究成果“通用型嫁接策略开发神经肽荧光探针工具包”,乔杰与雷晓光团队研究成果“肠道菌源宿主同工酶是调控代谢性疾病的新靶点”,瞿礼嘉与钟声团队研究成果“植物远缘杂交过程中‘花粉蒙导效应’的分子机制”入选。

技术创新类成果

通用型嫁接策略开发神经肽荧光探针工具包

人体中存在着上百种神经肽,它们在调节生理功能和病理过程中扮演着关键角色。然而,在活体中快速、灵敏地检测神经肽一直是领域内的技术难题。

李毓龙团队开发了一种通用的神经肽探针构建技术。该技术采用在神经肽受体中嫁接荧光蛋白报告模块和通用型连接序列,构建了7种不同神经肽的荧光探针。这一策略开发的神经肽荧光探针具有高灵敏度和高特异性,可在细胞、组织和小鼠活体上对神经肽浓度变化进行高时空分辨率的动态监测。研究团队利用催产素荧光探针深入探究了催产素在神经元不同亚细胞区域释放的分子机制。通过这些探针,研究人员能够直观地“看见”神经肽的时空动态特征,为揭示神秘的神经肽信号提供了一套利器。这项研究填补了国际上的技术空白,为神经科学研究提供了重要的平台型技术支持。

上述研究成果已分别发表于《科学》杂志(Science,2023)和《自然生物技术》杂志(Nature Biotechnology,2023)。

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知识创新类成果

肠道菌源宿主同工酶是调控代谢性疾病的新靶点

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肠道菌群与人体健康密切相关,但现有干预策略缺乏特异性和靶向性,如何精准调控肠道菌群是生命科学领域的前沿问题。姜长涛课题组、乔杰课题组、雷晓光课题组与首都医科大学王广教授团队合作,在前期发现肠道菌源酶是多种代谢性疾病重要靶点的基础上,首次提出“肠道菌源宿主同工酶”的新理论,并建立高通量同工酶筛选体系,发现其广泛存在且能跨物种调控宿主疾病进程。其中菌源同工酶DPP4可分泌进入体内,诱导血糖稳态失衡;临床广泛应用的DPP4抑制剂西格列汀只能抑制宿主DPP4,而无法抑制菌源DPP4,导致部分临床患者血糖控制不佳。为了解决这一临床问题,团队开发了首个高选择性菌源DPP4抑制剂,并在临床实验中取得良好效果,以上部分研究成果已在《科学》杂志发表(Science,2023)。该研究团队进一步与蒙牛集团、康为世纪等围绕着菌源宿主同工酶在防未病、助诊断、治已病等方面开展系列合作,近期针对菌源DPP4的临床干预研究也取得了良好效果,有望实现靶向菌源酶精准治疗代谢性疾病“0到1”的突破。

知识创新类成果

植物远缘杂交过程中“花粉蒙导效应”的分子机制

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新物种的产生对地球上生物多样性的产生与维持具有极为重要的意义。通过不同种属间植物的杂交而成种是植物新物种形成的重要机制。然而,杂交成种需要克服不同种属植物间的合子前以及合子后生殖障碍才能成功。柱头是雌蕊识别花粉的第一个也是最重要的场所,在柱头处的生殖障碍是实现远缘杂交需要首先克服的第一个障碍。在20世纪50年代的远缘杂交研究中,研究人员曾尝试通过把同种花粉与异种花粉混合授粉,以帮助异种花粉突破柱头处的生殖障碍、促进远缘杂交,这就是著名的"花粉蒙导效应"。然而,70年的时间过去了,“花粉蒙导效应”的分子机制仍未得到解析。瞿礼嘉/钟声团队以模式植物拟南芥为研究材料,解析了RALF类小肽与其受体CrRLK家族成员FER/CVY1/ANJ/HERK1调控柱头识别并接受同种花粉、拒绝远缘异种花粉的分子机制,提出了柱头-花粉识别的“锁-钥模型”,阐明了柱头处种/属间生殖障碍形成的调控机理,从分子层面完美解释了“花粉蒙导效应”。上述成果已在《细胞》杂志上发表(Cell,2023)。该项成果发表后引起国际植物学界的广泛关注,《自然植物》(Nature Plants)、《分子植物》(Molecular Plant)、《植物科学进展》(Trends in Plant Science)等国际期刊相继发表评述论文点评推介该项研究成果,认为该项研究为打破植物生殖障碍、精准实现植物间远缘杂交提供了重要的理论基础和创新策略。

中国科协生命科学学会联合体成立于2015年10月,由23个全国性一级学会组成,覆盖生命科学领域从基础研究到转化应用各个主要领域。自成立以来,该联合体每年举办“中国生命科学十大进展”评选活动,旨在揭示生命科学领域最原创的“0到1”的发现,为科技发展和国计民生提供新思路。此次联合体以“公平、公正、公开”为原则开展年度评选,由23个全国性一级学会推荐的55个项目参与评选,分为知识创新类和技术创新类,涉及基础生命科学、生物技术、临床医学等领域。经由基础生命科学、生物技术和临床医学等领域同行资深专家(其中两院院士32人)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6个知识创新类和4个技术创新类项目成果入选。本年度入选项目均面向生命科学前沿、面向人民生命健康,聚焦解决热点问题,具有原创性突出、社会意义重大的特点。

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