基因研究突破性进展

中科院上海生化所植物生理生态所，植物分子遗传国家重点实验室的研究人员在水稻产量相关功能基因研究上取得突破性进展，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2，并深入阐明了该基因的生物学功能和作用机理，显示该基因在高产分子育种中具有应用前景。相关论文已于4月8日在线发表于国际顶级遗传学杂志《自然-遗传学》。

林鸿宣研究员指导博士生宋献军和黄巍等经过多年的潜心研究，成功克隆了控制水稻粒重的数量性状基因GW2。翔实的实验结果表明，GW2作为一个新的E3泛素连接酶可能参与降解促进细胞分裂的蛋白，从而调控水稻颖壳大小、控制粒重以及产量；当GW2的功能缺失或降低时，该基因降解可能与细胞分裂相关蛋白的能力下降，从而加快细胞分裂，增加谷粒颖壳的细胞数目，进而显著增加水稻谷粒的宽度、加快籽粒灌浆速度、增加粒重以及产量。通过分子标记选择方法将大粒品种的GW2基因导入小粒品种中培育成新株系。与小粒品种相比，该新株系虽然每穗粒数有所减少，但由于粒重的明显增加，单株产量依然显著增加，显示该基因在高产育种中具有利用价值。然而其在小区(多个小区)试验中的增产效果依然有待于进一步考察和验证。该研究成果为作物高产育种提供了具有自主知识产权和重要应用前景的新基因，为阐明作物产量和种子发育的分子遗传调控机理提出了新见解。

《自然-遗传学》杂志三位评审人对该项研究一致给予高度评价：“我们现在可以通过控制GW2的功能得到合适大小的水稻谷粒，在这一点上我相信这是一项在水稻产量育种史上有重要意义的工作”；“有关该基因定位克隆、序列分析和转基因表型鉴定以及E3泛素连接酶的功能实验是令人信服的”；“这是一篇将引起遗传工作者极大兴趣的力作，该论文通过大量而深入的实验包括基因定位克隆、基因结构分析、功能和表型鉴定等证明该基因控制水稻谷粒大小，为作物种子的遗传调控机理研了有价值的见解”。

该研究得到国家科技部“十一五”863项目和上海市科学技术委员会等的资助。

癌症风险基因变异

中国医学科学院肿瘤研究所林东昕教授领导的一个研究项目确定出了一个与患癌症风险相关的CASP8基因变异。这项研究的相关论文发表在最新一期的《自然·遗传学》杂志上。

中国医学科学院肿瘤研究所林东昕教授领导的这个项目在过去六年半的时间里以将近10000名中国人的基因为样本，确定了这个CASP8基因变异。

此前，研究人员已知CASP8基因能够调控细胞凋亡，而细胞凋亡对防止细胞无节制的分化和扩散至关重要。但是对这个基因的各种变异及其在患癌症风险中的作用科学家们所知甚少。

 林东昕在接受路透社电子邮件采访时介绍说，他们确定的这个变异与中国人较低的患肺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、子宫颈癌以及乳腺癌的几率有关。

 林东昕介绍说，“这种基因变异的携带者的白细胞在抵抗恶性细胞的时候，可能凋亡率更低。免疫系统的状态在癌症发展过程中非常重要，而免疫系统中的基因变异被认为与患癌症的可能性有关。因此，发现的这个基因变异有助于确定癌症的高危人群，从而更快更早地发现和治疗癌症。

 薄荷植物能降低尿道感染

通过一系列动物实验，来自美国杜克大学医学中心的研究人员发现，从印度薄荷科植物中萃取出来forskolin成份能有效抑制尿道感染。微生物学家Soman Abraham博士的研究组将这些发现发表在4月8日的《自然·医学》杂志上。

统计数据显示，大约90%的尿道感染都是因大肠杆菌引起的，而女性感染比例则是男性的4倍以上。Abraham博士指出，虽然抗生素能杀死大部分的细菌并且经由尿液排出，但少部分的细菌则会躲藏在膀胱的内衬褶皱中，留下复发隐患。

Abraham博士的研究组将薄荷萃取物forskalin直接注射到小鼠的膀胱或进行静脉注射，结果发现这种物质能将大约75%躲起来的大肠杆菌驱赶出来。研究人员接下来还将测试以口服方式给药是否有相同的效果，因为口服方式则使用更加方便。此外，他们还将检测同时给予forskalin与抗生素的效果，以确定这种联合是否能有效避免尿道感染复发。

Abraham指出，目前使用草药清除细菌，然后使用抗生素将细菌消灭的策略是最能防止感染复发的方法，同时也能降低抗生素的使用量，从而降低药物对内脏的伤害以及防止抗药性病菌的蔓延。

    《自然—材料学》最小的吸管

    一个吸管能够分配zeptolitre大小的液滴——这相当于1升的1021之一，并且包含有1万到100万个原子。这一成果发表在本周的《自然—材料学》网络版上。

    Eli和Peter Sutter利用末端有一个锗金合金贮液器的锗纳米线制成了这些吸管。接下来，他们在纳米线和贮液器上覆盖了薄薄的一层碳。随后，研究人员对这个进行加热，并且在贮液器的碳壳末端刺了一个孔，而这些流出的合金便形成了一个小滴。这些分配的小液滴对于研究在这种尺寸上的结晶化是非常理想的——它对于计算机模拟而言太大了，但却正好能够表现出大量合金的不同变化。

    《自然—遗传学》克隆病的遗传易感性

    对克隆病个体进行的遗传变异全基因组评估确定了与增加患病危险相关的7个基因或区域，这项研究结果发表在本周的《自然—遗传学》网络版上。其中的3个基因是以前知道的，而另4个基因则是最新发现与疾病有联系。

    克隆病是一种最常见的发炎性肠道疾病形式，每10万欧洲人中便有100到150人罹患此病。John Rioux和同事评估了克隆病患者携带的超过30万个遗传变异，同时验证并找出了之前报道过的危险因子(CARD15、IL23R和ATG16L1)，以及4个新的危险因子(PHOX2B、NCF4、FAM92B和10号染色体的某一部分)。

    结合其他的研究成果，这些“全基因组联合研究”意味着将充实与克隆病易感性有关的遗传变异的目录，并对导致这种疾病的原因提供新的认识。在这项研究中，作者指出，ATG16L1可能在退化以及身体的炎症响应对细菌的处理过程——即我们知道的自体吞噬——中扮演了一个角色，这一点与其他证据——肠道中一个对细菌不恰当的响应对于克隆病的发作是至关重要的——相一致。

    《自然—化学生物学》化学控制神经干细胞

    对神经性疾病和脑肿瘤来说，神经干细胞是一种重要的潜在治疗靶标，然而，在如何利用小分子来控制神经干细胞的分化和增生方面，科学家们知之甚少。如今，研究人员在5月号的《自然—化学生物学》期刊上报告，调节神经元中神经传递素信号的化学物质同时也能阻止神经干细胞的增生。

    利用神经前驱细胞培养液，Peter B. Dirks和同事搜寻了一个神经前体细胞增生抑制剂的化学数据库。他们的发现出人意料：目标物居然是一群在神经细胞中影响神经传递信号的小分子。

    新结果表明，神经传递素信号通道可能也在干细胞中行使了功能，为将现有的神经传递素信号调节药物应用于脑肿瘤治疗提供一种可能性。

    《自然—结构与分子生物学》维持胆固醇平衡的基因

    发表在5月份出版的《自然—结构与分子生物学》杂志上的一项研究，将介绍基因PCSK9是如何维持体内的胆固醇平衡的。

    通过与位于细胞表面的LDL受体(LDLRs)黏合在一起，低密度脂蛋白(LDLs,即所谓的“坏胆固醇”)从血液中被除去。在黏合之后，细胞对受体和胆固醇进行了内在化处理，胆固醇被细胞进行了处理，而LDLR则被循环到细胞表面，在这里它可以与新的胆固醇分子相结合。而PCSK9蛋白质能够减少细胞表面LDLR的数量，从而导致高血脂，然而PCSK9到底是如何工作的却一直没有搞清。

    Xiayang Qiu和同事如今发现，PCSK9与LDLR结合得非常紧密。这种紧密的结合有可能通过隔离细胞内部的LDLR，防止它们再次循环到细胞表面，从而降低细胞表面的LDLR水平。然而即便与LDLR捆绑得更紧，PCSK9的一种变异也与高胆固醇有关，这一结果支持了该模型。这些发现表明，提高我们对于胆固醇调节的认识，将有助于研制出治疗心血管疾病的药物。