北京生科所2月连发4篇高水平文章

　　

生物通报道：2月，可谓是北京生命科学研究所的丰收月，该所科研人员在国际权威杂志连续发表了4篇高水平研究论文。这四篇文章的通讯作者分别为张宏博士、袭荣文博士、王晓晨博士和邓兴旺博士。

 

张宏博士《Genetics》文章

 

2008年2月3日，北京生命科学研究所张宏博士实验室在《Genetics》杂志在线发表题为“线虫PcG-like基因sop-2调节瞬时和性特异性细胞命运”（The C. elegans PcG-like gene sop-2 regulates the temporal and sexual specificities of cell fates.）的文章。

张宏博士的工作兴趣主要集中在研究PcG (Polycomb group)基因介导的表型基因沉默机理。PcG蛋白可以维持关键的发育调节因子如Hox基因的准确表达模式。而且，现在越来越多的证据现实，PcG蛋白也参与了对细胞增殖和肿瘤发生的调节过程。然而，在果蝇和哺乳动物细胞中，PcG复合体的成分非常复杂，这就阻碍了我们对PcG介导基因沉默以及相关靶基因的研究。

与此相反，在秀丽线虫(C. elegans)中， PcG复合体的成分相对简单。张宏博士的工作就是利用秀丽线虫作为模式系统研究PcG复合体介导的基因调节作用并从而延伸到对哺乳动物的研究。
 
他的前期工作已经证明秀丽线虫的PcG蛋白SOP-2蛋白具有RNA结合能力。在功能和结构上，这都与其他机体的PH和SCM蛋白类似。有意思的是，SOP-2蛋白可以形成明显的核小体即SOP-2小体。 SOP-2小体的形成和其功能紧密相联，并可被翻译后修饰如sumoylation调节。

另外在2005年，张宏博士获得了在全球生命科研界享有盛誉的Burroughs Wellcome 基金会2005年生物医学事业奖。Burroughs Wellcome 基金会生物医学事业奖是国际著名的科研大奖之一，旨在鼓励处于事业发展阶段优秀的生物医学研究人员，并支持他们尽快建立独立的课题及项目。《细胞》杂志编委、马萨诸塞州综合医院癌症中心主任、美国哈佛大学医学院教授Daniel Haber博士评论道“张宏博士聪慧过人，极富创造性，必将成为一位杰出的科学家。他是这一奖项的完美人选。”

 

袭荣文博士年龄相关生殖干细胞变化研究

2008年2月11日，北京生命科学研究所袭荣文实验室在《Aging Cell》杂志上在线发表题为“果蝇生殖干细胞活性、小生境信号活动和产卵的年龄相关变化研究”（Age-related changes of germline stem cell activity, niche signaling activity and egg production in Drosophila）的文章。

该文章报道了年龄因素对果蝇卵巢内生殖干细胞的小生境(niche)的功能的影响，及由此造成的干细胞的活性及生育能力的变化。

随着年龄的增长，存在于许多组织和器官的干细胞的活性有一种衰退的现象，表现在组织器官的再生及修复能力的下降。但是干细胞衰老的机制很不清楚。在这项工作中，研究者利用果蝇的卵形成作为一个干细胞模式系统，全面的分析了年龄引起的生殖干细胞的数量及活性，小生境的功能，干细胞内小生境信号通路的活性，卵巢管数目及产卵量等的变化，并通过遗传学方法研究了改变小生境信号因子的分泌量对干细胞活性及产卵量的影响。发现了干细胞活性随着年龄的增长迅速降低，伴随着控制干细胞的一个重要的小生境BMP信号的减弱。增强BMP信号可以延缓干细胞的衰老，并短暂促进产卵量的上升。研究者还发现随着年龄的增长，发育中的卵的死亡率迅速上升，促使了产卵量的下降。

 

王晓晨博士凋亡细胞降解研究

2008年2月6日，我所王晓晨实验室在Development杂志在线发表题为“C. elegans Rab GTPase 2 is required for the degradation of apoptotic cells”的文章。该文章报道了线虫中Rab-2 同源基因unc-108在凋亡细胞降解过程中的作用。

在细胞凋亡过程中，即将凋亡细胞会激活一种内源机制以促进快速死亡；然后，凋亡细胞会被临近细胞或专门的吞噬细胞识别并吞噬降解。目前，关于已被吞噬的凋亡细胞如何被降解的分子机制仍知之甚少。通过遗传学、分子生物学等实验方法王晓晨实验室在线虫中克隆得到了基因unc-108，它是人类基因Rab GTPase 2在线虫中的同源基因。研究首先发现该基因与凋亡细胞的降解过程有关。

unc-108在吞噬细胞中表达并发挥功能，它主要影响凋亡细胞的降解而不是吞噬过程。他们还发现，与其他Rab GTPases 相类似，unc-108会影响细胞内吞作用，它主要是在从早期内含体到晚期内含体以及晚期内含体到溶酶体的转运过程中起作用。UNC-108 可与 RAB-5, RAB-7 和LMP-1 在吞噬小体上共定位，从而，研究人员推断它可能通过介导吞噬小体的成熟来促进凋亡细胞的降解。

凋亡细胞的吞噬降解过程是整个细胞死亡程序中必不可少的一环，对死亡细胞清除的障碍会引起诸如哮喘、类风湿性关节炎和狼疮等炎症疾病和自身免疫紊乱。迄今为止，关于凋亡细胞的吞噬已经有大量的研究结果，但是对吞噬小体的形成和成熟以及凋亡细胞的降解过程仍不清楚。

王晓晨实验室和Dr. Zheng Zhou 实验室（JCB 180, 2008）同时发现了线虫中调控凋亡细胞降解的首个新基因——unc-108。另外，有关RAB-2在细胞内吞或囊泡运输过程中的作用并不清楚，本文对其同源基因unc-108的研究表明，该蛋白的功能对内吞作用是必需的，而且很可能会影响胞质转运的多个步骤。最后，本文研究证实小鼠Rab2在凋亡细胞的清除过程中可以替代线虫UNC-108的功能，说明Rab蛋白是活体中清除凋亡细胞的潜在的调节因子，并且这一功能在哺乳动物中是保守的。

 

邓兴旺教授水稻基因组表观遗传研究

 

2008年2月8日，我所邓兴旺实验室在《Plant Cell》杂志在线发表题为"High-Resolution Mapping of Epigenetic Modifications of the Rice Genome Uncovers Interplay between DNA Methylation, Histone Methylation, and Gene Expression"（水稻基因组高分辨率表观遗传修饰图谱揭示DNA甲基化、组蛋白甲基化和基因表达之间的相互影响）的文章。

他的研究组发现，只有DNA甲基化而没有H3K4甲基化会导致转录的抑制，同时有DNA甲基化和H3K4甲基化，转录活性只降低一点点。编码蛋白基因的转录活性与 H3K4me3/H3K4me2的比率大小正相关，主要为H3K4me3时则转录活性高；主要为H3K4me2时转录活性低。

邓兴旺(Xing-WangDeng)教授1982年毕业于北京大学生物系，1985年获北京大学硕士学位，1989年获加州大学伯克利分校博士学位，现任美国耶鲁大学分子、细胞和发育生物学系终身教授,北京大学长江特聘教授，北京生命科学研究所所长。邓兴旺教授长期从事植物分子遗传及生理学方面的研究，他领导的科研小组所取得的成果处于世界领先的水平，他作为通讯作者的文章多次发表在“Nature”、“Science”、“Cell”、“Plant Cell”，“EMBO J.”等世界一流刊物上。1995年，因他在调控植物光形态建成的有关基因的研究中所取得的杰出成绩，荣获美国总统青年教师奖。（生物通雪花）