中国科学家突破前人限制发热点文章

　　

生物通报道：来自国家纳米科学中心的消息，中科院微生物所与国家纳米科学中心的研究人员利用最小为50个碱基对长度的双链核酸为模版，成功实现了黄瓜花叶病毒衣壳蛋白的组装，获得了微米级长度的蛋白纳米线。此结果突破了前人利用烟草花叶病毒时所需核酸序列过长及不适于大规模制备的限制。这一研究成果公布在英国的《化学通讯》（Chem. Commun.）杂志上。Chem. Commun.已将这一文章作为2008年第一期的封面和热点文章发表。

领导这一研究的是中科院微生物所的方荣祥院士，以及国家纳米科学中心的刘冬生研究员，前者长期从事植物生物技术与分子病毒学方面的研究，围绕植物病毒基因组及基因功能、植物和微生物基因表达调控及抗病毒基因工程等方面开展了深入系统的研究。后者是中国科学院年轻的“****”入选者，在核酸纳米机器新驱动机制及应用研究中取得了一系列重要进展，其研究成果多次在国家权威期刊上发表。

利用生物分子进行纳米结构组装是生物纳米技术的研究前沿热点之一。刘冬生研究员和他领导的研究小组一直致力于以核酸为基础的纳米结构组装、纳米机器的构建与应用研究，通过构建“质子推动的核酸分子马达”，在此领域中确立了自己的特色，近两年来在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院“****”的支持下，在核酸纳米机器新驱动机制及应用研究中取得了一系列重要进展。

在2007年2月，刘冬生课题组与合作者在《核酸研究》上发表论文“pH值调控的核酸纳米舱研究”（Nucleic Acids Research, 2007, Vol. 35, No. 5 e33），对纳米生物分子机械系统的构造进行了探索；3月，他们又在《德国应用化学》上发表论文，报道了核酸纳米马达的光驱动方式的建立（Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 2515），使核酸纳米机器向最终实现与光电操控的微机械系统结合这一目标迈出了重要一步，也为发展新型的生物纳米器件提供了一个新的思路。

之后，该课题组又与化学所的江雷课题组合作，实现了以核酸分子马达为基础的焓驱动超亲水/超疏水智能界面的构建。通过在固体表面修饰一端引入疏水基团的核酸纳米马达，结合表面粗糙度控制手段，利用马达的运动，实现了表面浸润性智能响应。研究中还发现此系统具有的一个超疏水介稳态，和前述双稳态过程一起构成了一个具有长/短期记忆效应的三态智能系统，研究结果已经发表在近期的《德国应用化学》上。

在最新的这篇文章中，研究人员利用最小为50个碱基对长度的双链核酸为模版，成功实现了黄瓜花叶病毒衣壳蛋白的组装，获得了微米级长度的蛋白纳米线。此结果突破了前人利用烟草花叶病毒时所需核酸序列过长及不适于大规模制备的限制，为此方法在纳米结构组装、基因药物输送等领域的应用打下了良好基础。
（生物通：万纹）

原文摘要：
Chem. Commun.doi：10.1039/b715299j，
Dongsheng Liu，Rongxiang Fang

附：
刘冬生研究员

国家纳米中心研究员，中国科学院年轻的“****”入选者。他领导的课题小组一直致力于国际前沿热点之一——生物纳米技术的研究。近两年来，在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院“****”的支持下，在核酸纳米机器新驱动机制及应用研究中取得了一系列重要进展，其研究成果多次在国家权威期刊上发表。

方荣祥院士

1967年毕业于复旦大学化学系。2000年－2004年，任中国科学院微生物研究所所长；2004年至今，任植物基因组学国家重点实验室主任；2003年当选为中国科学院院士。

方院士长期从事植物生物技术与分子病毒学方面的研究，围绕植物病毒基因组及基因功能、植物和微生物基因表达调控及抗病毒基因工程等方面开展了深入系统的研究。分析了流感病毒血凝素基因序列及其变异的特点，阐述了1968年香港流感病毒基因可能来自于动物流感病毒的观点。完成了花椰菜花叶病毒（新疆株）和水稻黄矮病毒基因组全序列分析，发现了弹状病毒中的一个新基因。研制成同时抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒的转基因烟草，在种植时间和规模上曾居国际领先；同样的策略还用于抗病毒辣椒的研制。分析和改造了花椰菜花叶病毒35S启动子，研究结果被广泛应用；界定了水稻细胞壁蛋白GRP基因启动子中负责维管束特异表达的DNA序列；发现了融合CMV外壳蛋白多肽可大幅度提高外源蛋白的表达水平。有三篇学术论文在国际权威杂志Cell、Nature上发表，多篇论文在PNAS USA、Plant Cell、EMBO J.等著名杂志上发表，并取得多项专利、获得多项成果奖励。