1月13日，中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體公布2020年度中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展。

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十大進(jìn)展由生命科學(xué)、生物技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的資深專家評(píng)選，并經(jīng)中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體主席團(tuán)審核產(chǎn)生。此次共有8個(gè)知識(shí)創(chuàng)新類和2個(gè)技術(shù)創(chuàng)新類項(xiàng)目成果入選。

在參評(píng)成果中，新冠病毒相關(guān)成果占比最大，相關(guān)工作均發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊上，展現(xiàn)了我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家在面對(duì)全新課題時(shí)招之能戰(zhàn)的快速反應(yīng)能力，相關(guān)科學(xué)探索引領(lǐng)人類更加深了對(duì)于新冠病毒的認(rèn)知。最終入選十大進(jìn)展的知識(shí)創(chuàng)新類項(xiàng)目“首個(gè)新冠病毒蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的解析及兩個(gè)臨床候選藥物的發(fā)現(xiàn)”和技術(shù)創(chuàng)新類項(xiàng)目“新冠肺炎動(dòng)物模型的構(gòu)建”，對(duì)防控當(dāng)前全球面臨的新冠肺炎疫情有重大意義。

本次入選項(xiàng)目原創(chuàng)性突出、社會(huì)意義重大。知識(shí)創(chuàng)新類項(xiàng)目“蝗蟲聚群成災(zāi)的奧秘：4-乙烯基苯甲醚是蝗蟲的群聚信息素”，在全球范圍內(nèi)首次揭示了蝗蟲群聚成災(zāi)的奧秘，對(duì)世界蝗災(zāi)的控制和預(yù)測(cè)以及解決糧食問題具有重要意義。技術(shù)創(chuàng)新類項(xiàng)目“小麥抗赤霉基因Fhb7的克隆、機(jī)理解析及育種利用”和知識(shí)創(chuàng)新類項(xiàng)目“進(jìn)食誘導(dǎo)膽固醇合成的機(jī)制及降脂新藥靶發(fā)現(xiàn)”則聚焦國(guó)計(jì)民生和全民健康等熱點(diǎn)問題。

據(jù)介紹，該評(píng)選活動(dòng)自2015年以來已開展6屆，此次聯(lián)合體成員學(xué)會(huì)推薦的項(xiàng)目較往年數(shù)量明顯增加，體現(xiàn)了“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”評(píng)選日臻完善，社會(huì)影響力與關(guān)注度不斷擴(kuò)大；獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中非院士主導(dǎo)項(xiàng)目所占比例較往年大，體現(xiàn)了我國(guó)生命科學(xué)研究領(lǐng)域后備力量強(qiáng)大。

2020年度中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展

蝗蟲聚群，靠什么聯(lián)絡(luò)？

康樂院士團(tuán)隊(duì)鑒定出4VA，是蝗蟲聚群成災(zāi)的奧秘。

蝗災(zāi)對(duì)農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境構(gòu)成重大威脅。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所康樂院士團(tuán)隊(duì)鑒定到一種由群居型蝗蟲特異性揮發(fā)的氣味分子4-乙烯基苯甲醚（4VA），并從化學(xué)分析、行為驗(yàn)證、神經(jīng)電生理記錄、嗅覺受體鑒定、基因敲除、野外驗(yàn)證等多個(gè)層面證明4VA是飛蝗群聚信息素。實(shí)驗(yàn)室合成的低劑量4VA能夠吸引到大量野生蝗蟲種群。

該研究不僅揭示了蝗蟲群聚成災(zāi)的奧秘，還被認(rèn)為是昆蟲學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大突破，對(duì)世界蝗災(zāi)的控制和預(yù)測(cè)具有重要意義。研究中提出的基于昆蟲化學(xué)感受操控的4種防治策略被認(rèn)為是未來害蟲綠色防控的新方向。《自然》雜志（Nature）配發(fā)編者按和專門評(píng)述文章，F1000 Prime評(píng)價(jià)推薦系統(tǒng)給予最高推薦，世界主要媒體均報(bào)道了這一重大發(fā)現(xiàn)。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature，2020，584：584-588）。

飛蝗群居型與散居型蝗蝻（幼蟲）

首次解析新冠病毒的“邪惡之心”——主蛋白酶

新冠疫情對(duì)人類社會(huì)造成了巨大影響。解析新冠病毒關(guān)鍵藥物靶點(diǎn)的三維結(jié)構(gòu)，揭示藥靶的重要特征，開發(fā)特效藥迫在眉睫。饒子和院士團(tuán)隊(duì)解析了首個(gè)新冠病毒蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)兩個(gè)臨床候選藥物。

新冠病毒的主蛋白酶在病毒生活周期中起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用，是一個(gè)備受矚目的藥物靶點(diǎn)。上海科技大學(xué)等單位組成抗新冠聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上率先解析了新冠病毒關(guān)鍵藥靶主蛋白酶與抑制劑復(fù)合物的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，這也是世界上首個(gè)被解析的新冠病毒蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)；闡明了抑制劑精確靶向主蛋白酶的作用機(jī)制；發(fā)現(xiàn)依布硒和雙硫侖等老藥或臨床藥物是靶向主蛋白酶的抗病毒小分子，且二者已被美國(guó)FDA批準(zhǔn)進(jìn)入臨床II期試驗(yàn)，用于新冠肺炎的治療。上述成果為抗新冠藥物的研發(fā)奠定了重要基礎(chǔ)。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature，2020，582：289-293）。

新冠病毒主蛋白酶（紅色）與抑制劑（黃色）的復(fù)合物結(jié)構(gòu)

揭示器官衰老的機(jī)制及調(diào)控

積極應(yīng)對(duì)人口老齡化是我國(guó)的重大戰(zhàn)略舉措，而科學(xué)研究衰老是應(yīng)對(duì)老齡化的重要基礎(chǔ)。

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧研究組、曲靜研究組，中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺研究組及北京大學(xué)湯富酬研究組合作，系統(tǒng)解析了靈長(zhǎng)類動(dòng)物重要器官衰老的標(biāo)記物和調(diào)控靶標(biāo)；揭示了老年個(gè)體易感新冠病毒的分子機(jī)制；在系統(tǒng)生物學(xué)水平闡明熱量限制通過調(diào)節(jié)機(jī)體免疫炎癥通路延緩衰老的新機(jī)制；發(fā)現(xiàn)基于核心節(jié)律蛋白過表達(dá)的基因治療可緩解增齡性小鼠骨關(guān)節(jié)變性并促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨再生。這些研究成果加深了人們對(duì)器官衰老機(jī)制的理解，為建立衰老及相關(guān)疾病的早期預(yù)警和科學(xué)應(yīng)對(duì)策略奠定了重要基礎(chǔ)。

相關(guān)研究成果發(fā)表于《細(xì)胞》（Cell，2020，180：585-600；Cell，2020，180：984-1001）和《細(xì)胞研究》（Cell Research，2020，10：1-18）等雜志。

系統(tǒng)解析靈長(zhǎng)類動(dòng)物器官衰老的標(biāo)記物和調(diào)控靶標(biāo)

構(gòu)建新冠肺炎動(dòng)物模型

在新冠疫情防控中，動(dòng)物模型是科研攻關(guān)五大主攻方向之一，是闡明致病機(jī)制和傳播途徑、篩選藥物和評(píng)價(jià)疫苗的基礎(chǔ)研究工作。發(fā)現(xiàn)與鑒定對(duì)新冠病毒敏感的動(dòng)物、研制檢測(cè)動(dòng)物體內(nèi)病毒的試劑、使動(dòng)物準(zhǔn)確模擬疾病臨床表現(xiàn)，是造模的三個(gè)關(guān)鍵難題。

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所秦川團(tuán)隊(duì)與中國(guó)疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所武桂珍、譚文杰團(tuán)隊(duì)，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所王健偉團(tuán)隊(duì)合作，通過比較醫(yī)學(xué)分析，培育了病毒受體高度人源化的動(dòng)物，建立了模型特異的檢測(cè)技術(shù)，證實(shí)了病毒入侵受體，遵循科赫法則證實(shí)了致病病原體，揭示了新冠肺炎免疫特征和病理特征，再現(xiàn)了病毒感染、復(fù)制、宿主免疫和病理發(fā)生過程，系統(tǒng)模擬了新冠肺炎的不同臨床特征，在國(guó)際上第一個(gè)構(gòu)建了動(dòng)物模型。

應(yīng)用動(dòng)物模型，闡明了系列疾病機(jī)理，篩選到了系列有效藥物，完成了國(guó)家部署的80%以上疫苗評(píng)價(jià)，模型研制方法和標(biāo)準(zhǔn)提供給世界衛(wèi)生組織（WHO），供國(guó)際研究使用。

該成果發(fā)表于《自然》（Nature，2020 Jul；583：830-833）和《動(dòng)物模型與實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)》雜志（Animal Model & Experimental Medicine，2020 Mar 30；3：93-97）。

不同年齡恒河猴感染新冠病毒后影像學(xué)及病理學(xué)改變

人腦發(fā)育關(guān)鍵細(xì)胞與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

腦是人類智能活動(dòng)的物質(zhì)載體，研究發(fā)育過程中腦結(jié)構(gòu)功能的建立，將揭示智能形成的細(xì)胞和分子機(jī)制，同時(shí)為相關(guān)醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供理論線索與技術(shù)方案。

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所王曉群課題組、北京師范大學(xué)吳倩課題組和北京大學(xué)湯富酬課題組展開合作，通過高通量單細(xì)胞組學(xué)分析對(duì)人類胚胎發(fā)育關(guān)鍵期的海馬體、下丘腦、大腦皮層多亞區(qū)以及視網(wǎng)膜進(jìn)行了細(xì)胞構(gòu)成圖譜及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究，對(duì)關(guān)鍵細(xì)胞類型的功能發(fā)育進(jìn)行了追蹤，揭示了多個(gè)腦區(qū)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)與基因，詳細(xì)繪制了人腦的動(dòng)態(tài)發(fā)育藍(lán)圖，為相關(guān)疾病的診療提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

多篇研究成果相繼發(fā)表在《自然》（Nature, 2020, 577：531-536）、《自然-通訊》（Nature communications，2020，11：4063）等雜志。

人腦海馬體發(fā)育過程中的細(xì)胞構(gòu)成及基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

冥想和鍛煉可增強(qiáng)免疫力？機(jī)制來了

在生活中，從冥想到體育鍛煉等行為可能增強(qiáng)免疫力。然而，大腦活動(dòng)是否可以直接控制發(fā)生在脾臟等淋巴器官內(nèi)的免疫反應(yīng)，長(zhǎng)久以來并沒有嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持。清華大學(xué)、上海科技大學(xué)等聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)行為調(diào)控抗體免疫的腦-脾神經(jīng)通路。

清華大學(xué)免疫學(xué)研究所祁海課題組、上海科技大學(xué)胡霽課題組以及清華大學(xué)麥戈文腦科學(xué)研究所鐘毅課題組通力合作，在小鼠模型里發(fā)現(xiàn)，脾臟如果喪失神經(jīng)支配，疫苗接種后機(jī)體就不能正常產(chǎn)生抗體。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，這是因?yàn)榇竽X內(nèi)被稱為中央杏仁核和室旁核的區(qū)域有一類CRH神經(jīng)元與脾神經(jīng)相連。激活CRH神經(jīng)元，會(huì)增加脾神經(jīng)活動(dòng)，進(jìn)而可以增進(jìn)疫苗接種產(chǎn)生的抗體；反之，抑制CRH神經(jīng)元會(huì)降低疫苗的效力。進(jìn)而他們還設(shè)計(jì)出了一種小鼠的行為范式，可以通過激活這一新發(fā)現(xiàn)的腦-脾神經(jīng)通路來達(dá)到增強(qiáng)抗體產(chǎn)生的效果。這些發(fā)現(xiàn)，首次建立了大腦活動(dòng)可以增進(jìn)抗體產(chǎn)生的一條神經(jīng)通路，指出了將來利用鍛煉、冥想等行為增強(qiáng)疫苗效果、加強(qiáng)人體免疫力的可能。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature，2020，581：204-208）。

“勤動(dòng)”與增強(qiáng)免疫的大腦神經(jīng)核團(tuán)與通路

吃飯后膽固醇合成才開啟？和肝臟中的一類蛋白密切相關(guān)

膽固醇是生命活動(dòng)必不可少的脂質(zhì)，但太多會(huì)引起心腦血管疾病。人在進(jìn)食碳水化合物時(shí)，膽固醇主要靠自身合成獲得。合成膽固醇需要消耗很多能量，因此哺乳動(dòng)物只在進(jìn)食后才上調(diào)合成，饑餓時(shí)則抑制，這其中的機(jī)制長(zhǎng)期不清楚。

武漢大學(xué)宋保亮實(shí)驗(yàn)室在膽固醇領(lǐng)域取得新的突破，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)食碳水化合物后，血液中升高的葡萄糖和胰島素促使肝臟中USP20蛋白被磷酸化修飾，USP20穩(wěn)定膽固醇合成途徑限速酶HMGCR，從而上調(diào)膽固醇合成。抑制USP20，降低血脂、減肥及增加胰島素敏感性。該發(fā)現(xiàn)不僅揭示了人體的營(yíng)養(yǎng)感應(yīng)機(jī)制，還證明USP20可以作為新的降脂藥物研發(fā)靶點(diǎn)。這一研究成果及其應(yīng)用將惠及全民健康。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature，2020，588：479-484）。

進(jìn)食誘導(dǎo)膽固醇合成的機(jī)制

綠色革命“加碼”！減少氮肥仍能高產(chǎn)的秘密被揭開

面向國(guó)家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東研究團(tuán)隊(duì)在水稻高產(chǎn)和氮高效協(xié)同調(diào)控機(jī)制領(lǐng)域獲得重要突破。研究發(fā)現(xiàn)了赤霉素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑新組分NGR5通過介導(dǎo)組蛋白甲基化修飾來調(diào)控植物響應(yīng)土壤氮素水平的變化，同時(shí)與生長(zhǎng)阻遏因子DELLA蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合赤霉素受體GID1，實(shí)現(xiàn)赤霉素調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育。在高產(chǎn)水稻品種中增加NGR5的表達(dá)可在減少氮肥的條件下，仍可獲得高產(chǎn)。該發(fā)現(xiàn)找到了一條既能保證高產(chǎn)提高又能降低氮肥投入、減少環(huán)境污染的育種新策略，為培育“少投入、多產(chǎn)出、保護(hù)環(huán)境”的綠色高產(chǎn)高效新品種奠定了理論基礎(chǔ)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有廣闊的應(yīng)用前景，能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

該成果以封面論文形式發(fā)表于《科學(xué)》雜志（Science 367 eaaz2046, 2020）。

NGR5協(xié)同調(diào)控水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率的新機(jī)制

小麥抗赤霉基因Fhb7的克隆、機(jī)理解析及育種利用

鐮孢菌引起的小麥赤霉病被稱為小麥“癌癥”，抗源稀缺，是威脅糧食安全的重大國(guó)際性難題。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)孔令讓研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)20年，從小麥近緣屬植物長(zhǎng)穗偃麥草中首次克隆出主效抗赤霉病基因Fhb7并闡明其功能、抗病機(jī)理和水平轉(zhuǎn)移進(jìn)化機(jī)制。同時(shí)，利用遠(yuǎn)緣雜交將Fhb7轉(zhuǎn)移到推廣小麥品種中，赤霉病抗性表現(xiàn)穩(wěn)定，且對(duì)產(chǎn)量沒有顯著負(fù)面影響。目前團(tuán)隊(duì)選育的多個(gè)抗赤霉病小麥新品系已進(jìn)入國(guó)家及省級(jí)區(qū)域試驗(yàn)或生產(chǎn)試驗(yàn)，并被納入我國(guó)小麥良種聯(lián)合攻關(guān)計(jì)劃，為解決小麥赤霉病世界性難題提供了“金鑰匙”。另外，Fhb7對(duì)鐮孢菌分泌的單端孢霉稀族毒素的廣譜解毒功能，有望應(yīng)用于其他作物抗鐮孢菌病害的遺傳改良，以及解決糧食和飼料中的霉菌毒素污染問題。

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志（Science，2020，368：eaba5435）。

鐮孢菌（Fusarium）侵染小麥籽粒后導(dǎo)致減產(chǎn)毀質(zhì)

抗原受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制及其在CAR-T治療中的應(yīng)用

CAR-T細(xì)胞治療已經(jīng)成功地應(yīng)用于腫瘤的臨床治療，但面臨細(xì)胞因子釋放綜合癥和細(xì)胞持續(xù)性低等挑戰(zhàn)。CAR的信號(hào)元件來自抗原受體TCR的CD3ζ鏈以及共刺激分子如CD28。目前對(duì)CAR的改造主要集中在共刺激信號(hào)元件，而忽視了抗原信號(hào)元件。

中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所許琛琦研究組、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部黃超蘭研究組和美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校惠恩夫研究組合作，通過定量質(zhì)譜和生化方法發(fā)現(xiàn)TCR的CD3ζ鏈具有特殊的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，可以同時(shí)招募抑制性分子Csk和活化性分子PI3K。將CD3ζ胞內(nèi)區(qū)加入臨床使用的CAR序列中，可使得CAR-T細(xì)胞持續(xù)性更好，抗腫瘤功能更強(qiáng)，并且細(xì)胞因子釋放綜合癥的風(fēng)險(xiǎn)降低。

該成果發(fā)表于《細(xì)胞》雜志（Cell，2020，182：855-871）

嵌合性抗原受體（CAR）的信號(hào)原件改造

—THE END—

編輯?∑Gemini

來源：科技日?qǐng)?bào) 文中圖片由作者提供

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總結(jié)

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