中国科学家6月《科学》《自然》文章

中国科学家6月《科学》《自然》文章

　　

生物通综合：

上海神经所最新《科学》文章

来自中科院上海生命科学研究院神经生物学研究所神经生物学重点实验室（Key Laboratory for Neurobiology），生物物理研究院脑与认知科学国家重点实验室（State Key Laboratory of Brain and Cognitive Sciences）的研究人员在之前实验的基础上证明了蕈形体多巴胺神经系统环路是果蝇行为选择中的关键元件，为进一步揭示神经系统行为选择神经环路机制提出了新的思路。这一研究成果公布在《Science》杂志上。

领导这一研究的是上海生命科学研究院神经生物学研究所的郭爱克教授，参予研究的还有彭岳清和奚望等人，郭爱克教授一直致力于果蝇神经学研究，2005年其题为《果蝇跨模态学习的相互作用》的研究论文也登上了《Science》杂志，在这项研究中首次发现在一定的时间和空间条件下，果蝇在视觉和嗅觉不同模态之间，具有学习与记忆的协同双赢和相互传递的功能。

黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）生活周期短（约15天），突变性状多，唾腺染色体大且有特定的横纹，加上容易在室内饲养，所以是进行遗传学实验研究的好材料。郭爱克研究小组将果蝇作为研究两难抉择的模式动物，这在国际上属于首次。

研究小组成员利用果蝇从基因－脑－行为的结合上，在分子，细胞和行为等多个层面上，揭示果蝇的学习记忆、模式识别、选择性注意和类似抉择行为的分子／细胞的，以及整合的神经机制。

在之前的研究中（见上海生科院郭爱克研究小组最新文章：果蝇研究又一重要成果），利用飞行模拟器研究，研究人员发现果蝇在没有先期经验的情况下，不能有效地从形状颜色组合的图形中抽提出单个形状或者颜色特征，但是，预先用某一特征，即使是不同图像的抽象特征来训练果蝇后，果蝇就能在随后同类的特征抽提中起到显著提高的作用。利用果蝇在遗传方面的优势，他们还进一步探索了经验依赖的特征抽提的神经环路机制，同时研究人员也表明果蝇脑中蕈形体对于上述行为是必需的。

在这篇文章中，研究人员进一步发现果蝇基于竞争性视觉线索（competing visual cues）的相对显著性（ salience）可以在可变飞行选择（alternative flight options）中作出合适的判断。这种判断选择行为包括两个阶段：早期阶段和晚期阶段。前者需要多巴胺神经系统（dopaminergic system）和蕈形体（mushroom bodies）激活，而后者则相反，不依赖于这两者的激活，而且免疫组化分析也表明蕈形体受到多巴胺神经轴的支配。因此研究人员认为蕈形体多巴胺神经系统环路是果蝇行为选择中的关键元件。

香港中文大学等《自然》解析染色体疾病易感基因

来自冰岛雷克雅未克市deCODE Genetics，Landspitali大学医院的科学家与香港中文大学威尔亲王医院（Prince of Wales Hospital）等处的研究人员合作进行全基因组扫描分析，发现了心房颤动（Atrial fibrillation ，AF）与4号染色体两个序列突变之间的相关性，为进一步加深对AF患病遗传与分子机制的了解提供了重要全面的资料。这一研究成果公布在《Nature》网络版上。

心房颤动（Atrial fibrillation ，AF）简称房颤,是一种十分常见的心律失常。据统计60岁以下的患病率为1％，并随年龄而增加。这种人类中最常见的持续性心律失常（cardiac arrhythmia）的发作呈阵发性或持续性。房颤时，心房内激动传导的方向不一致，频率快而且不规整，这使心房丧失了有效的收缩功能。房颤时心房的激动频率高达300～600次/分，虽然由于房室结的保护作用可使这些激动不能全部到达心室，但是心室率（心率）仍然可达到100～160次/分，不仅比正常窦性心律快得多，而且节律绝对不整齐。

近期的研究证实了AF的遗传来源，并且发现了钾离子通道（potassium-channel）基因与AF家族的联系，但这只是引发AF的一小部分遗传因素。

在这篇文章中，研究人员进行了一次全基因组扫描分析，并进一步在三个欧洲血统种群，和一个中国香港种群中进行遗传复制研究，结果发现4号染色体（4q25）上的两个序列突变（sequence variants）与AF有极大的相关性。其中欧洲血统35%的个体至少有一个突变，每增加一个copy患上AF的几率就会增加1.72和1.39。而在中国人群中这一相关性更加明显：75%的个体携带，AF患病风险增加1.42%，同时患有典型性心房扑动（atrial flutter）的个体中也观察到了更大的相关性。

这两个突变都与PITX2毗邻，后者已知在心脏左右不对称中扮演了一个关键的角色。这一研究对于进一步加深对AF患病遗传与分子机制的了解提供了重要全面的资料，并且为AF类相关疾病的基因治疗提出了新的靶标。

 

《自然》解析中国科学家本期新发表文章

来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology），内蒙古自治区国土资源系统（Department of Land Resources）的研究人员挖掘出了一种巨型似鸟恐龙——二连巨盗龙的骨骼化石，确定了其亲缘关系，并进行了鸟类特征演化分析，这将极大丰富人类对于恐龙向鸟类演化过程的理解，6月14日出版的《Nature》杂志公布了这一研究成果，并配以新闻解析。
这一文章的第一作者和通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的徐星博士（简介见后）。

[Nature新闻]中国研究人员挖掘出了一种巨型似鸟恐龙（gigantic bird-like dinosaur）——二连巨盗龙（Gigantoraptor ）的骨骼化石，这一种恐龙体形巨大，长大约8米，站立高度超过3.5米，体重大约1400公斤——是目前已知其最大家族成员体重的3倍，最小尺寸的家族成员比如Caudiperyx的300倍，目前这一种恐龙已被归为一个新的种群：Gigantoraptor erlianensis。

似鸟类特征的进化长期以来被认为是一个尺寸减小的过程，这也就意味着物种尺寸越小，越与鸟类相似，而这一发现则推翻了这一理论。

Gigantoraptor有一个长长的臂，与鸟类相似的腿，没有牙齿的下颚，以及可能存在的鸟喙，目前还没有明确的迹象表明其是否有羽毛，但是徐星博士从其亲缘关系推断认为Gigantoraptor应该是有羽毛的。

目前已知最大的动物是已经绝种的体重约500公斤的雷鸟（thunder bird）。研究人员将这种恐龙与其它已知恐龙进行比较，查看100多种特征，包括肢翼的特征——因此将Gigantoraptor归入了窃蛋龙类（Oviraptoridae family），徐博士说，“我们发现了许多真正的窃蛋龙类特征”，而且他强调Gigantoraptor的下颚尤其属于窃蛋龙类特征。

来自英国莱斯特大学（University of Leicester）的恐龙研究专家David Unwin认为，“这是一种100年前我们就知道的恐龙类群，其通常是火鸡或者鸸鹋（emu）的大小”，“但是没有人想到会发现这样的恐龙，如果它们存在，可能就会被笑话。”

二连巨盗龙的产地——二连盆地是世界上最著名的晚白垩世恐龙化石产地之一。早在大约80年前，著名的美国中亚考察就曾经在这里发现了大量的脊椎动物化石，包括最早确认的恐龙蛋化石。随后的几十年间，世界上多次的大型考察项目都光顾过二连盆地。

近年来，我国学者在鸟类起源研究领域取得了一系列的重要成果，尤其是发现于辽宁早白垩世的长羽毛恐龙化石，极大地促进了我们对于从恐龙向鸟类演化过程的理解。徐星研究员在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，把有关鸟类起源的研究从辽宁的早白垩世扩展到新疆的侏罗纪和内蒙古的晚白垩世。
浙大港大联合发表《科学》文章

浙江省医学科学院、香港中文大学和浙江大学医学院合作进行的一项人类生殖研究发现：人类精子细胞中存在着一个为精子补充能量的氯离子通道，如果该通道一旦发生损伤堵塞，精子就不能得到足够的能量，进而影响受精和男性生育能力。

    该研究论文已在最新一期美国《科学》杂志发表。专家表示，这一发现不仅为人类认识受精过程提供了新的科学依据，而且为许多不明原因的男性不育提供了可能的解释，同时也为开发男性节育药物提供了新的思路。
    浙江省医学科学院石其贤研究员介绍说，受精包括一系列严格有序、相互作用和协调发育的精细过程，涉及到精子获能、精卵识别、精卵激活、顶体反应及其融合等一系列步骤。精子获能过程主要由碳酸氢根诱发。氯离子通道则负责转运碳酸氢根进入精子，进而影响精子获能、受精和男性生育能力。

 氯离子通道是一个阴离子通道，其基因突变会导致囊性纤维化，导致堵塞，使碳酸氢根无法运入精子内，精子不能获得足够的能量则无法完成受精过程，因此引起男性不育。百分之九十五以上男性囊性纤维化患者，失去了生育能力。目前已知的与氯离子通道相关的基因突变逾二千种。

石其贤（1936—），浙江新昌人，著名医学科学研究员。1960年南京大学生物系毕业后，师从张致一院士研究女用口服避孕药。1970年起，先后与桑国卫院士和唐希灿院士合作研究男女避孕课题。

1982年赴美国加州大学生殖内分泌中心进行“博士后”研究，1984年回国后继续从事受精生物学研究。1992年至1993年，赴美国剑桥大学Babraham研究所研究细胞信号转导机制。主持了多项国家自然科学基金研究项目。曾获省科技进步二等奖（2次）、三等奖，国家计生委科技进步一等奖，全国科技大会奖，国家计生委先进工作者，国家人事部、卫生部和国家中医药管理局先进工作者等奖项和称号。参编专著4部，发表学术论文70余篇，其中2篇分别发表于国际权威刊物《科学》和《自然》杂志上。现任浙江省医学科学研究院研究员、中国生殖生物学会理事、国家自然科学基金学科组评委、《生殖医学》和《Development and Reproductive Biology》等多家杂志编委。