植物氮素利用

天津大學(xué)表層地球系統(tǒng)科學(xué)研究院劉學(xué)炎教授與日本京都大學(xué)和美國海洋生物實(shí)驗(yàn)室等研究者合作，開展極地苔原、溫帶森林、熱帶亞熱帶森林植物硝酸根來源和利用機(jī)制的原位研究，論文發(fā)表于《美國科學(xué)院院報(bào)》。研究采用新穎的硝酸根氮、氧同位素地球化學(xué)方法原理，結(jié)合土壤氮狀態(tài)、植物氮吸收和酶還原等指標(biāo)，揭示土壤硝酸根是極地苔原植物的重要氮源。這更新了極地苔原植物氮有效性評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)，對(duì)更準(zhǔn)確理解極地生態(tài)系統(tǒng)氮、碳動(dòng)態(tài)及其隨環(huán)境如何變化具有重要意義。進(jìn)一步量化了低緯度地區(qū)植物對(duì)大氣硝態(tài)氮的直接吸收，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用穩(wěn)定同位素研究大氣氮污染的作用。

大氣沉降—植物—土壤系統(tǒng)硝酸根分布關(guān)系研究（天津大學(xué)）（圖片來源于PNAS）

不同生態(tài)系統(tǒng)植物葉、根硝酸根離子濃度。（圖片來源于PNAS）

果蠅tsRNA的作用機(jī)制

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陸劍課題組報(bào)道了果蠅中來源于tRNA的小RNA（tRNA-derived small RNAs， tsRNA）對(duì)靶基因的調(diào)控機(jī)制和在脅迫應(yīng)答中的重要作用，論文發(fā)表于Nucleic Acids Research。研究提出了果蠅細(xì)胞中“tsRNA連環(huán)計(jì)”的脅迫應(yīng)答模型。在脅迫條件下，生物體的細(xì)胞翻譯水平通常會(huì)下調(diào)。在“tsRNA連環(huán)計(jì)”模型中，首先tsRNA的生成會(huì)減少細(xì)胞中tRNA的豐度從而降低細(xì)胞整體翻譯水平；其次tsRNA通過序列互補(bǔ)特異性抑制細(xì)胞翻譯系統(tǒng)關(guān)鍵組分蛋白的mRNA自身翻譯，從而降低細(xì)胞的整體翻譯水平?；趖sRNA的連鎖反應(yīng)使得細(xì)胞能夠迅速高效的產(chǎn)生脅迫應(yīng)答。

豐富多樣的膳食纖維使人體腸道內(nèi)特定有益菌群升高

上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院趙立平教授領(lǐng)導(dǎo)的國際合作團(tuán)隊(duì)在腸道菌群中發(fā)現(xiàn)糖尿病營養(yǎng)干預(yù)的新靶標(biāo)，研究論文發(fā)表于《科學(xué)》。該研究提出以生態(tài)學(xué)上的“功能群（guild）”來研究腸道菌群中的成員在人體健康和疾病中的作用，說明通過增加腸道中功能活躍的重要細(xì)菌成員來恢復(fù)或增強(qiáng)腸道生態(tài)系統(tǒng)中失去或減少的重要功能，是重建健康腸道菌群的關(guān)鍵，能夠幫助宿主改善疾病表型。該研究不僅為研究腸道菌群與慢性代謝性疾病的關(guān)系提供了可以借鑒的思路和分析方法，也說明以腸道關(guān)鍵菌為靶點(diǎn)進(jìn)行個(gè)性化營養(yǎng)干預(yù)來調(diào)控腸道菌群是控制2型糖尿病的新的有效手段。

RNA m6A調(diào)控新機(jī)制

復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院刁建波、施揚(yáng)、石雨江團(tuán)隊(duì)和芝加哥大學(xué)何川課題組合作，開展Zc3h13調(diào)控核RNA m6A甲基化修飾及小鼠胚胎干細(xì)胞自我更新的研究，論文發(fā)表于Molecular Cell。研究發(fā)現(xiàn)Zc3h13對(duì)m6A的調(diào)節(jié)是通過控制復(fù)合物成員WTAP/Virilizer/Hakai的細(xì)胞定位而發(fā)生作用的。抑制Zc3h13表達(dá)導(dǎo)致復(fù)合物成員WTAP、Virilizer及Hakai蛋白發(fā)生由細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移，同時(shí)伴隨甲基轉(zhuǎn)移酶Mettl3和Mettl14蛋白核內(nèi)組分的減少，從而抑制m6A的形成。在細(xì)胞中敲低WTAP、Virilizer和Hakai，Zc3h13的核內(nèi)定位并不受影響，這提示了Zc3h13在該復(fù)合物的細(xì)胞定位中具有獨(dú)特的作用。

新繪制人腦前額葉發(fā)育的單細(xì)胞圖譜揭示神經(jīng)元分化成熟機(jī)制

北京大學(xué)北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、生命科學(xué)學(xué)院生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心湯富酬研究組和中國科學(xué)院生物物理研究所王曉群研究組，與北醫(yī)三院?jiǎn)探苎芯拷M、首都醫(yī)科大學(xué)附屬安貞醫(yī)院張軍研究組聯(lián)合，利用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序手段，繪制了人腦前額葉胚胎發(fā)育過程的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組圖譜，解析了人類胚胎大腦前額葉發(fā)育的細(xì)胞類型多樣性及不同細(xì)胞類型之間的發(fā)育關(guān)系，論文發(fā)表于Nature。該研究揭示了神經(jīng)元產(chǎn)生和環(huán)路形成的分子調(diào)控機(jī)制，并對(duì)其中關(guān)鍵的細(xì)胞類型進(jìn)行了系統(tǒng)的功能研究，為繪制最終完整的人腦細(xì)胞圖譜奠定了重要的基礎(chǔ)。

前額葉皮層神經(jīng)元產(chǎn)生的兩個(gè)關(guān)鍵爆發(fā)期（圖片來源于北京大學(xué)）

人腦前額葉細(xì)胞發(fā)育圖示（圖片來源于北京大學(xué)）

藍(lán)藻生物學(xué)研究進(jìn)展

西北農(nóng)林科技大學(xué)李明副教授、澳大利亞河流所肖曼博士生以及英國生態(tài)學(xué)與水文學(xué)研究中心Colin Reynolds教授合作，闡明了微囊藻群體形成機(jī)理以及形成群體對(duì)水華發(fā)生的作用，論文發(fā)表于Biological Reviews。研究提出了微囊藻群體形態(tài)變化的途徑和可能的誘導(dǎo)因素，解決了在室內(nèi)培養(yǎng)條件下不能誘導(dǎo)單細(xì)胞形成與野外形態(tài)類似的群體這個(gè)該領(lǐng)域全球性難題。該理論認(rèn)為微囊藻單細(xì)胞在形成粗糙群體后，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轸~害微囊藻、惠氏微囊藻和銅綠微囊藻群體形態(tài)，這個(gè)過程與大多數(shù)湖泊中微囊藻群體形態(tài)的季節(jié)演替相同。文章進(jìn)一步概括了微囊藻形成群體的根本作用。

蛭類鎮(zhèn)痛或麻醉作用的機(jī)制研究

中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所賴仞研究員，中國科學(xué)院昆明植物研究所羅曉東研究員、廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院孫朝暉教授等，從森林山蛭唾液腺中分離出一個(gè)全新的神經(jīng)毒多肽家族，并將其命名為HSTX，研究論文發(fā)表于《藥理學(xué)界》。這個(gè)毒素家族的成員含有23至25個(gè)氨基酸殘基、擁有2個(gè)分子內(nèi)二硫鍵，并通過阻斷動(dòng)物體內(nèi)的部分鈉離子通道，發(fā)揮神經(jīng)毒活性。森林山蛭為山蛭科山蛭屬動(dòng)物，主要棲息在潮濕的山區(qū)草地或水域附近，體長(zhǎng)約3厘米，在印度尼西亞、緬甸、越南、印度以及我國云南等地均有分布。與水蛭相比，山蛭個(gè)體偏小，單次吸血量少，需要多次進(jìn)食。

組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶調(diào)控昆蟲性別的分子機(jī)制

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所譚安江研究組和黃勇平研究組，報(bào)道了組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶Ash2調(diào)控家蠶性別的分子機(jī)制，論文發(fā)表于PLOS Genetics。家蠶組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶Ash2受到piRNA結(jié)合蛋白Siwi的特異性調(diào)控，其表達(dá)在Siwi突變體中被下調(diào)。Ash2和Siwi突變體都呈現(xiàn)出雌性個(gè)體雄性化的特征，揭示了Ash2和Siwi在家蠶的性別決定機(jī)制中發(fā)揮了類似的功能。而在Ash2突變體中Siwi蛋白的表達(dá)和組織定位均未受到影響，表明Ash2不是作為Siwi的上游因子發(fā)揮作用。免疫共沉淀結(jié)果證實(shí)Ash2可以直接結(jié)合Siwi蛋白，說明Ash2可以作為Siwi的co-factor參與家蠶的性別決定。