05院士候选人桂建芳Nature中国亮点文章

　　

近期，由水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室桂建芳研究员等完成的鱼类低氧反应基因研究成果被《自然中国》列为研究亮点。

 

低氧是生物生存的重要环境压力。对于人类和其他陆生脊椎动物而言，低氧压力可以导致很多代谢方面的改变以达到快速适应的目的。然而在水里，氧气溶解度相对较低且没有良好的扩散，所以许多鱼类不得不在行为、生理、生化、分子等方面发展良好的适应机制以应付水环境不断发生的低氧危机。鲫是少数强耐低氧脊椎动物之一，但因其不同个体和不同组织对低氧反应存在差异，因而给系统研究鱼类抗低氧的分子机制带来许多不便。为此，水生所淡水生态与生物技术国家重点实验室桂建芳研究员等以鲫囊胚细胞为材料，通过抑制性差减杂交技术建立了一个适于系统研究鱼类抗低氧分子机制的细胞模型系统。他们在发现血红素加氧酶－1（HO－1）在低氧条件下具有明显上调表达的基础上，克隆并特征分析了该基因。他们发现该血红素加氧酶－1基因广泛表达于健康鲫鱼的后肾、头肾、鳃和肠中，且在后肾组织中有明显的低氧诱导表达增强。GFP融合蛋白亚细胞定位分析表明该基因的蛋白不但定位在细胞质中而且与结构预测相吻合，同时定位在细胞膜上。接下来他们构建了稳定表达HO－1的细胞系CAB/pcDNA3.1－HO－1 和空白对照细胞系CAB/pcDNA3.1，经4天低氧处理（1% O2）后发现CAB/pcDNA3.1－HO－1细胞系较对照细胞系CAB/pcDNA3.1 可以很好的抑制低氧处理所引起的大量细胞脱落死亡。另外，利用CCK－8试剂盒检测两种细胞系在低氧处理和常氧恢复实验中细胞生存力状况时也发现了两种细胞耐受低氧方面的明显不同。因此建议血红素加氧酶－1基因可能对CAB细胞抵抗低氧应激反应方面起到重要的保护作用。

 

该研究成果的实验工作主要由该实验室的研究生王丹和博士后钟雪萍等完成，研究论文发表在《实验生物学杂志》（Journal of Experimental Biology）。《自然中国》评论的题目是“Hydrobiology: Out of air, but not out of action”。

 

今年8月桂教授也曾在《普通病毒学》杂志封面上发表文章，论文报道了一个新发现的蛙虹彩病毒RGV囊膜蛋白基因及功能特征。该RGV 53R 基因的ORF长1569bp，编码一个长为522aa、分子量大小约为54.7kDa的蛋白，具有两次跨膜结构域、N末端十四烷基化位点和两个不变的半胱氨酸残基这样三个结构特征。在病毒感染细胞后12h才开始转录和表达，且能被AraC所抑制，为RGV晚期表达基因。免疫荧光定位显示其表达产物较早时候在细胞质中呈颗粒状分布，定位于内质网上，而晚期则定位于病毒加工厂。抗体中和实验进一步显示53R抗体能明显降低或延迟RGV的感染，证实这是一个在病毒装配和感染过程中发挥重要作用的虹彩病毒囊膜蛋白。

 

中科院水生所近两年在水生病毒学领域取得一系列进展，有关研究结果已在国际系列病毒学及相关学科期刊上发表[Journal of Virology, 2008，82: 6889-6901; Virology, 2008, 372:118-126; Journal of General Virology, 2008, 89:1866-1872; Virus Research, 2007,123:128–137; 2008, 132:86–96; Apoptosis, 2007, 12(9):1569-1577; Journal of Virological Methods.2008. 148: 205–210; Viral Immunology, 2006,19(4):637-645; 2007, 20(1): 150-159; Archives Virology, 2008, 153: 1143–1148]，并受到国际同行关注。如揭示蛙虹彩病毒装配过程、以及发现RGV尿嘧啶脱氧核糖核苷三磷酸酶dUTPase基因在病毒复制中有重要作用的论文发表后，被英国学者在长篇综述中(Netherton et al, Adv Virus Res. 2007 ;70C :101-182)作为虹彩病毒细胞质病毒加工厂的典型事例所引用。

桂建芳，男，汉族，1956年6月28日出生，中共党员，理学博士，05年院士候选人。

 

中国科学院水生生物研究所研究员、博士生导师、所长，淡水生态与生物技术国家重点实验室主任；中国水产学会副理事长，湖北省遗传学会和湖北省生物工程学会副理事长，中国鱼类学会理事，中国遗传学会理事；《水生生物学报》主编，《Cell Research》、《Pakistan Journal of Zoology》、《实验生物学报》、《遗传学报》、《遗传》、《动物学研究》、《海洋与湖沼》、《中国水产科学》编委；国家科学技术部973计划"重要养殖鱼类品种改良的遗传和发育基础研究"项目首席科学家；国家水产原良种审定委员会副主任；武汉大学、南昌大学和海南大学兼职教授。

 

主要研究RNA剪接与细胞周期调控的关系。在水生所主要从事与鱼类育种生物技术相关的遗传、细胞和发育生物学研究。已在《Nature》、《PNAS》、《Gene》、《J. Mol. Evol.》、《Dev.Biol.》、《Mol.Biol.Evol.》、《Aquaculture》、《J.Fish Biol.》、《中国科学》和《科学通报》等国内外核心刊物上发表研究论文160多篇，被SCI引用700多次，在国内外作大会或特邀报告40多次，出版论著5部。