中国科学家近期《Nature》一览

　　

生物通综合：

中国科学家Nature公布首个中国人个人基因组

来自深圳华大基因研究院，北京大学，中科院北京基因组研究所，南丹麦大学，加州大学伯克利分校，加拿大亚伯达大学等多处研究机构组成的研究小组发布了第一张亚洲汉族个体的个人基因组，这一研究成果公布在最新一期（11月6号）《Nature》杂志封面上。

文章的通讯作者是华大基因研究院的王俊博士和汪建博士（前者同为第一作者），主要工作在深圳华大基因研究院完成，今年10月刚刚宣布绘制完成大熊猫“晶晶”基因组序列图谱。目前正在进行这一“炎黄计划”、“国际千人基因组计划”及“国际大熊猫基因组计划”等重大项目。

汉族是一个历史从未中断过的、历史悠久的民族，也是世界上人口最多的民族。目前，汉族人口约为13亿，占世界总人口的19%，分布于世界各地。除中国两岸四地外，汉族在东南亚和北美洲也有较多分布。

在这篇文章中，研究人员以大规模平行测序技术（massively parallel signature sequencing，MPSS）为基础对整个基因组进行测序，测序量达到36倍覆盖率，并且比对了NCBI人类相关基因组，短阅读序列达到99.97％覆盖率，而且根据参考的基因组，研究人员利用唯一的mapped reads获得了一个92％亚洲个体基因组的高质量序列集合。同时研究人员从中识别出了大约300万个SNPs，其中13.6％在dbSNP数据库中没有出现过，基因型分析证明这些SNP具有高精确性和一致性。

除此之外，研究人员也将这些序列与另外两个个体基因组（J. D. Watson and J. C. Venter）进行了比较，因此现在，这些新的资源可与Venter、Watson 和NIH的参考序列结合起来使用。
这项研究成果证明了新一代测序技术在个人基因组方面的应用潜力，文章的讨论部分重点描述了这方面内容，有兴趣的读者可以看一下（目前这一文章是免费的）。

另外这一期的《Nature》还公布了另外两项大规模测序结果，一项是对来自西非Yoruba族群的一个人的基因组定性研究，另一项是对一个癌症基因组的首次全面测序，这个人是一个急性髓细胞白血病患者。

《自然》干细胞文章

所谓干细胞，就是在生命的成长和发育中起“主干”作用的细胞，就如同建筑中钢筋泥沙这样的基本材料。干细胞为什么神奇呢？主要在于它能够分化，正是由于其这种特征，干细胞一经发现就受到了科学家们的追捧。近期这项研究已经成为生命科学研究领域的一个热点，国内这方面的研究也是成果颇丰，北京生命科学研究所袭荣文实验室今年就发了两篇相关文章（截止10月），最近的一篇发表在《Nature》杂志上。

袭荣文博士1995毕业于滨州医学院，获临床医药学学士学位，2002获得美国肯塔基州大学生物学博士学位。1998-2002，他在美国肯塔基州大学生物系做助教，助研。2003至2006年间，他在美国思达沃医学研究所做博士后，此后回国成为北京生命科学研究所的研究员。其实验室的研究兴趣之一是理解干细胞自我更新的分子机制。

今年2月，袭荣文实验室有关果蝇生殖干细胞研究的最新发现发表在《Aging Cell》杂志上，主要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。

这项研究与其它两项研究（Boyle et al, Pan et al, Cell Stem Cell, Vol 2,2007）一起，首次发现了果蝇生殖干细胞小生境的衰老现象，揭示了微环境的改变是干细胞衰老的一个重要机制。

在此基础上，研究人员进一步分析了肠干细胞（multipotent intestinal stem cells）的相关情况，发现环形肌分泌的信号因子维持着肠上皮干细胞的存在并控制着它的活性，并且揭示出这种控制着果蝇肠上皮干细胞自我更新的叫做Wnt信号因子，能够穿越一薄层由细胞外基质组成的基底膜，然后到达干细胞的表面，结合并激活干细胞膜上的受体，随之激活一系列下游成员和转录因子，从而在转录水平上调控基因的表达和干细胞的自我更新。

环形肌一个众所周知的功能就是产生肠蠕动，促进食物的推进。这项研究则发现在果蝇体内环形肌的另外一个重要功能：维持肠上皮干细胞的自我更新。这项发现证明了以果蝇作为一个模式来解析肠道干细胞调控机制的可行性，果蝇在遗传学上的优势将有助于进一步解析肠道干细胞的调节机制及肠道肿瘤等疾病的发生机制。另外也揭示了一个崭新的干细胞小生境结构——环形肌作为小生境细胞并不与肠上皮干细胞直接接触，而是被一层基底膜隔开，干细胞散布在基底膜上，并没有局部区域的聚集。

研究人员认为，识别出果蝇肠干细胞的小生境，以及其自我更新信号有助于对肠稳态调控，以及肿瘤发生的进一步了解。

 

中国首席科学家最新Nature文章

美国德州大学计算机生物学，分子细胞和发育生物学等系联合中国农业大学植物遗传与育种系的科学家解开了植物杂交优势的分子基础机制，最新的成果刊登于11月23日的Nature在线版上。

 

杂交具有无与伦比的优势，被称为杂交优势，往往杂交的子代会具有一些亲代所没有的优点，比如说比亲代产量更高，种子更大等等。在多倍体植物中也有类似的现象，70%以上的开花植物都是天然的多倍体。杂交优势已经在我们的实际生产上发挥了巨大的作用，比如说杂交水稻，超级杂交水稻，但是杂家优势中的具体科学机制至今未明。

 

在本研究中，德州大学的Jeffrey Chen教授与中国农业大学的孙其信教授带领的研究小组以拟南芥为研究对象，研究昼夜节律钟基因CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1（CCA1）与LATE ELONGATED HYPOCOTYL（LHY）和它们的负调节子TIMING OF CAB EXPRESSION 1（TOC1）以及GIGANTEA（G1）介导的下游基因的表达调节和信号路径。

 

在白天，杂交第一代的表观调节因子CCA1和LHY诱导TOC1，G1和下游的基因表达，调节代谢途径，与亲代相比，杂交第一代会产生更多的叶绿素。更多的叶绿素则促进植物光合作用，促进产生更多的淀粉沉积，这些都有利于提高杂家子代的优势。

 

研究者认为，这些发现从分子基础上阐述了杂交植物背后的遗传优势。有利于开发更具有多优秀性能的植物种系。

中国科学家《Nature》改写进化史

  这里是从非鸟类四足动物向鸟类过渡中的另一个篇章——一种奇特的、鸽子大小的长羽毛的恐龙从中国的中-晚侏罗纪地层中被发现。这种生物生活的年代比始祖鸟稍早一些，它在很多方面都像鸟，包括长有四个非常长的、丝带一样的尾羽和一个短尾。

      但没有在像小盗龙那样的鸟样恐龙四肢上所看到的那种飞行羽毛的痕迹。在今天的鸟类中，加长的尾羽通常都是起装饰作用的，这种古生物的尾羽也可能是起这种作用。

      这一新发现的化石，使得从恐龙向鸟类演化的早期历史变得更复杂了。