生长发育

生长发育

哺乳动物心脏发育的新机制

中科院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组发现哺乳动物心脏发育过程中心肌致密化的细胞和分子新机制，研究论文发表于《自然—通讯》。在胚胎心脏发育过程中，心肌小梁担负着增加心肌质量与表面积、增强心肌收缩力、分流腔室内血液和参与心脏传导系统形成等重要功能。通过特异性敲除胚胎期致密心肌层心肌细胞中的Yap1基因，使致密心肌层心肌细胞增殖减少，抑制其参与心室壁中间混合区的形成，导致出生后心肌过度小梁化和致密心肌层变薄。表明心肌致密化不全不能仅归因于心肌小梁本身过度化的缺陷，胚胎期致密心肌层的扩增及其参与心肌混合区的形成，对发育形成正常的心室壁起着至关重要的作用。

胚胎致密心肌的命运谱

Nppa和Hey2分别在小梁心肌和致密心肌中表达

保障同源重组的机制解析

中科院遗传与发育生物学研究所程祝宽研究组发现一个新的重组中间体蛋白MEICA1，它是一个非常保守的真核生物蛋白，参与了同源重组保障机制，同时为育种过程中提高重组频率提供了基因资源，相关研究发表于《植物细胞》。MEICA1突变导致染色体间的异常黏连和染色体碎片，这些异常黏连和碎片依赖于SPO11-2和DMC1，但与KU70介导的非同源末端连接修复途径无关。MEICA1与MHS7相互作用，共同参与抑制非同源重组的发生。MEICA1也能与TOP3a相互作用，并且MEICA1突变能部分恢复突变体msh5和hei10的染色体交叉结数目，说明MEICA1具有调节重组频率的功能。

环状RNA调控猪产肉性状分子机制

农科院北京畜牧兽医研究所唐中林研究员等，开发出环状RNA研究平台，绘制猪环状RNA时空图谱，破译环状RNA对猪产肉性状形成调控机制，并构建首个农业动物的环状RNA数据库，研究论文发表于《DNA研究》。我国是世界上最大的生猪养殖和猪肉消费国，猪产肉性状的改良一直是猪育种界最重要的研究课题之一。猪产肉性状形成分子机制极其复杂，受miRNA、lncRNA和circRNA等多种RNA分子及其多维网络互作调控。circRNA是区别于传统线性RNA的一类新型RNA分子，具有闭合环状结构，在许多生物学过程发挥重要调控作用。

表观遗传因子CXXC1在卵子成熟和早期胚胎发育中的功能

浙江大学生命科学研究院范衡宇课题组证实CXXC1介导的组蛋白H3K4三甲基化修饰是生殖细胞表观遗传成熟的重要方面，相关论文发表于《细胞报告》。科学家制作了卵母细胞特异性的Cxxc1敲除小鼠，发现CXXC1对于卵母细胞和受精卵的基因组重编程尤其关键。CXXC1在小鼠卵母细胞中优势表达，在卵母细胞中敲除Cxxc1造成卵母细胞发育异常，不具备进一步发育的潜能，导致胚胎发育一细胞到二细胞期阻滞。转录组学研究表明，许多与卵母细胞成熟和受精卵发育激活相关的基因在Cxxc1敲除以后不能正常表达。有些成熟的卵母细胞受精以后不能启动正常的胚胎发育，很可能是由于基因组重编程过程的缺陷造成的。

组织蛋白酶B介导放射线诱导的旁观者效应

清华大学生命学院薛定研究组在动物模型上系统地揭示了介导放射线诱导的旁观者效应(RIBE)的关键因子及作用机制，研究论文发表于《自然》。非照射细胞也受到影响的现象被命名为RIBE。之后的各种研究发现RIBE极大地影响了癌症放射治疗的效率，并造成脱发，疲劳、皮肤变化等负作用, 并认为被照射的细胞释放了某种或某些因子介导此效应。研究证实组织蛋白酶B是一个在进化上高度保守的蛋白酶，是介导RIBE效应的关键因子。分泌的组织蛋白酶B作用于未被照射的旁观者细胞，通过同样高度保守的胰岛素样生长因子受体DAF-2/IGFR介导的信号通路，抑制细胞凋亡，促进应急反应和细胞增殖，并干扰胚胎和个体发育等一系列效应。

cpr-4在秀丽线虫中的表达模式

RIBE因子鉴定

寄生植物菟丝子在不同寄主间传递系统性信号

中科院昆明植物所吴建强研究员团队揭示寄生植物菟丝子在不同寄主间传递系统性信号，相关论文发表于《美国科学院院刊》。菟丝子是旋花科的茎全寄生植物，其大多数种类的叶片和根在进化过程中已经完全退化消失，只有少数种类还残存微弱的光合能力。自然界中，菟丝子常常能够同时寄生在多个邻近的寄主上，从而将不同的寄主连接起来。菟丝子在某些条件下可以帮助不同寄主之间建立起抗虫防御的“联盟”，从分子水平揭示了菟丝子连接的植物微群落中，菟丝子和寄主、寄主与寄主间复杂的相互作用关系，对了解抗虫系统性信号有重要的意义，也对农业治理寄生植物危害提供了帮助。

水稻条纹病毒与介体昆虫相互作用

中科院动物所崔峰研究团队在RSV与介体昆虫相互作用研究方面取得新进展，相关论文发表于eLife。研究发现RSV的衣壳蛋白CP竞争性结合灰飞虱的G蛋白通路抑制因子II（GPS2），减弱了GPS2对JNK激活复合物的抑制作用，从而提高了JNK的磷酸化水平。同时，病毒还提高了JNK信号通路上游的Tumor Necrosis Factor-α的表达，降低了GPS2的表达。JNK磷酸化水平的提高增加了RSV在昆虫体内的增殖，而通过干扰JNK基因的表达或使用JNK激活的抑制剂，RSV在昆虫体内的增殖会受到抑制，并延缓植物的发病。研究结果揭示了JNK信号通路在病毒复制过程中的关键作用。

灵长类mRNA形成的“老虎机模型”

北京大学分子医学研究所李川昀研究员等运用PacBio测序技术对人、猴转录组进行了系统研究，在全基因组、全长转录本尺度发现RNA可变调控事件之间的组合满足随机搭配，这种随机搭配被该课题组称为灵长类mRNA形成的“老虎机模型”；相关论文发表于《分子生物学进化》。PacBio技术提供了这样一套系统，用于在全长转录本水平研究可变调控事件之间的搭配关系。研究发现大量之前未被报道的全新mRNA以及众多在人、猴之间存在明显结构差异的mRNA，为认识转录组复杂性、揭示物种差异的分子基础提供了新视角。新发现的mRNA和物种特异性的mRNA受到明显的自然选择约束，提示已经具备了生物学功能。