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发现抑制脂肪合成的化合物
生物科技快报
BulletinofBiologicalScience&Technology
中国科学院成都生物研究所科技情报中心
2009年8月20日
第7期(总第183期)
[科技进展]近千年中国温度变化重建与模拟比较分析............................1
科学家提议为植物建立统一DNA条形码..........................................2
阐释东亚及北美生物多样性分布规律............................................5
再度发现中国特有濒危植物川东灯台报春........................................7
揭示生物适应性在生物网络层次的实现..........................................8
蓝莓叶提取物可阻止丙肝病毒复制.............................................10
红酒提取物可对抗炎症.......................................................10
聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子研究进展.......................................11
葡萄糖激酶催化机制研究获进展...............................................13
发现抑制脂肪合成的化合物...................................................17
利用基因工程培育新型微生物.................................................18
水稻抗逆功能基因研究新进展.................................................20
无抗性选择标记转基因软米和糯稻新品系选育...................................21
富含铁超级转基因水稻培育成功...............................................22
水稻中鉴别出新基因有望持久抗击稻瘟病......................................27
[科技要闻]喜马拉雅山脉东段10年发现353个新物种..........................30
研究称人类活动正加速地球出现“第六次物种大灭绝”...........................30
四川建成麻疯树无性系种子园.................................................32
虾壳催化剂有助制造生物柴油.................................................34
研究显示西瓜可以用来生产乙醇...............................................37
抗老年痴呆一类新药芬克罗酮完成I期临床研究.................................38
湖北诞生首个“超级稻”品种.................................................39
中科院颁发西部学者突出贡献奖和卢嘉锡青年人才奖.............................40
近千年中国温度变化重建与模拟比较分析
集成的千年代用温度(红色)与模拟温度(兰色)记录对比。
纵坐标是温度距平(公元1000-1985年全序列平均值为0值)。
绿色虚线是重建序列不确定性的范围。
黑点圈出重建记录与模拟结果的高频变化差异。
古气候变化研究主要有两个大的方面:
古气候变化重建与古气候变化模拟。
利用各种代用记录做气候重建能使我们了解气候变化的历史,但要进一步了解是什么因素驱动了气候变化,就需要进行模拟,同时,各种气候模型的模拟结果又需用气候记录进行检验,以考察其“解释”能力,模型根据重建结果进行改进,重组驱动力,并由此揭示出真实的气候变化物理机制。
中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境研究室的谭明研究员与合作者利用年分辨率的祁连山树木年轮宽度(反映冬季温度)和北京石笋年层厚度(反映夏季温度)合成标准化的代用序列,并采用中国大区域观测温度记录对之进行校准,由此重建中国大区域近千年来年分辨率的温度变化历史,同时采用海气耦合模型(ECHO-G)模拟了中国近千年来年均温变化(Tanetal.ComparativeanalysisbetweenaproxybasedclimatereconstructionandGCMbasedsimulationoftemperaturesoverthelastmillenniuminChina.
作者通过重建记录与模拟结果对比发现,太阳总辐射与温室气体之和能够解释大部分温度变化的低频方差,而两者在高频方面的差异很可能由于模型高估了火山爆发的气候效应(可能性较大),也可能是自然物对极端气候变化响应不敏感造成(可能性较小)。
(来源:
中国科学院地质与地球物理研究所)
《第四纪学杂志》JournalofQuaternaryScience,2009,24(5):
547-551
可下载全文(PDF)
科学家提议为植物建立统一DNA条形码
一组来自世界各地的科学家们近日一致通过了一种可用来鉴定植物身份的DNA条形码,为发展中国家追踪及保护当地生物多样性铺平了道路。
为了寻找一组既在所有的植物中都存在,又足以区别不同种属的DNA,研究人员们已经努力数年。
而动物的条形码在2003年就已经获得科学界的一致通过了。
8月4日,来自10个国家的52名科学家提出,可以利用两种基因rbcL和matK的组合来鉴定植物的身份。
他们在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上提出了这一建议(文章题目为“ADNAbarcodeforlandplants”)。
纽约植物园园长及科学部副主席JamesSMiller表示,同动物基因相比,不同种属的植物基因变化很小,因此要区分不同种的植物很难。
纽约植物园目前正在世界上10个地区召集研究人员收集植物条形码信息。
研究人员比较了7种基因鉴别植物的效果,最终发现rbcL和matK的组合的鉴定率高达72%,同时对于剩下的样本,这个组合也至少能够鉴定出它们所在的种群。
“这两个基因并不完美,但是它们代表着一个开始。
”Miller说。
Miller表示,一个统一的植物条形码可以有多种用途,包括为生物多样性分类,保护生物多样性及追踪非法砍伐等。
“科学家还能够利用条形码来进一步丰富我们在植物生物学方面的知识。
”他补充说,“这将给发展中国家带来很大的影响,因为世界上大多数的树木生长在那里。
”
巴拿马史密斯文尼亚热带研究所主任、资深科学家EldredgeBermingham对最终能够找到一个完美的条形码表示怀疑,但是他还是肯定了这个新的统一的标准条形码是一个重大的进步。
它将能够有助于科学家们互相比较研究成果,同时也为发展中国家的年轻生物学家们提供了一个研究植物起源和分布的工具,他说。
Bermingham说,研究人员们现在需要“出门去收集资料”。
(来源:
科学与发展网络WuChong)
PNAS,August4,2009vol.106no.3112794-12797
可下载全文
Fig.1.Comparisonoftheperformanceof7candidatebarcodingloci(seelocuscodesatheadofFig.1A).(A)Universalitysuccessbasedon170angiospermsamplescomparedundersimilarconditions,andcommunity-widedataforupto81gymnospermand156cryptogamsamples.(B)Assessmentofsequencequalitycalculatedasthepercentageof190seedplantsamplesfromwhichhighqualitybidirectionalsequences(contigs)couldbeassembled(seeMaterialsandMethodsfortrace-qualitycriteria),plottedagainstthepercentagespeciesdiscriminationforsingle-locusbarcodes.95%confidenceintervalsareindicated.Colorsreflectsequencequality(red,worse;green,better).(C)Discriminationsuccessfor1–3and7locusbarcodesforspeciesforwhichmultipleindividualsfrommultiplecongenericspeciesweresampled,andall7lociwererecovered.Outererrorbars(thinlines)demarcate95%confidenceintervals.Innererrorbars(thicklines)indicatetherelativemagnitudeofdiscriminationfailureasmeasuredbytheinterquartilerange(IQR)forthenumberofspeciesthatareindistinguishablefromagivenquerysequence.Discriminationsuccessfromall7lociisshownwithawhiteline,withtheassociated95%confidenceintervalinlightgray,andthemagnitudeofdiscriminationfailureindarkgray.Colorsindicatetheaveragepercentageoffinishedbidirectionalsequencesexpectedforeachlocuscombination.Thearrowindicatestherecommendedstandard2-locusbarcode.
阐释东亚及北美生物多样性分布规律
北京大学城市与环境学院生态学系方精云院士研究团队与美国新墨西哥大学JamesBrown教授合作,近日在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上发表论文,报道了他们在物种多样性分布规律的机制性解释方面的最新研究结果。
物种数量(或物种多样性)由低纬度向高纬度递减的变化趋势是地球表面最显著的生态特征之一,对其规律和机制的探讨可以追溯到19世纪的达尔文时期。
最近20年,随着国际社会对生物多样性问题的高度关注,物种多样性的分布规律及其机制的研究也随之成为生态学,环境科学和保护生物学的研究热点。
方精云院士课题组近年来致力于中国生物多样性分布规律及其机制的研究。
他们在对全国近60座重要山地的植物多样性进行调查的同时,与各地的植物学专家合作,建立了含有多达11000余种的中国木本植物分布数据库。
最近,他们基于这些物种的分布数据,并结合北美的物种分布数据,检验了JamesBrown研究小组提出的生态学代谢理论(MetabolictheoryofEcology,简称“代谢理论”)对解释物种多样性分布规律的有效性。
代谢理论的本质是认为环境能量控制着生物的代谢速率和个体大小,从而控制着物种数量的多少。
方精云课题组研究发现,中国和北美地区的物种数量确实如“代谢理论”所预测的那样受能量制约,但空间尺度的大小极大地影响着这种能量与多样性之间的关系,也就是说,“代谢理论”具有极强的尺度依赖性。
研究还发现,东亚地区物种多样性随纬度递减的速率比北美地区要大得多。
这个结果推演出一个重要结论:
温暖的东亚南部其物种数量比同气候的北美南部要丰富,但寒冷的东亚北方地区要低于北美的寒冷地区。
该结论也得到了实测数据的支持。
这一结论改变了人们长期以来普遍认为的“东亚地区的物种数量要比北美丰富”的观点。
该研究解释了东亚和北美生物多样性的分布规律,并发展了“代谢理论”,被认为是向物种多样性的机制性解释迈出了重要一步。
研究结果以“Temperaturedependence,spatialscale,andtreespeciesdiversityineasternAsiaandNorthAmerica”为题,发表于近期的PNASEarlyEdition上。
论文的第一作者王志恒是方精云教授的博士研究生,现在瑞士苏黎世大学从事博士后研究。
其他合作作者包括美国新墨西哥大学JamesBrown教授和北大城环学院唐志尧副教授,方精云教授和Brown教授是共同通讯作者,本研究获国家自然科学基金资助。
(来源:
北京大学)
PublishedonlinebeforeprintJuly23,2009,
doi:
10.1073/pnas.0905030106,可下载全文(PDF)
再度发现中国特有濒危植物川东灯台报春
最近,中国科学院昆明植物所张长芹、吴之坤等专家在对重庆市城口县大巴山地区进行野外考察时,采集到了中国特有濒危植物种川东灯台报春(PrimulamallophyllaBalf.f.)的标本,这是近百年来对该种除模式标本外的再度发现。
对该种植物的野外调查结果已发表于最近一期的《云南植物研究》上。
专家们根据野外观察及采集到的材料,对过去该种的特征描述中存在的一些疑问进行了澄清,更正和补充了其形态描述,确认了其原始描述中对花色的描述;对历史上与该种混淆的几个种列出了检索表;研究了该种的染色体数目及核型,其染色体数目为2n=22,核型为2n=18m+4sm,与同组的其它种相近似;同时根据国际通用的“红色名录等级及标准”对其濒危等级进行了评估,认为川东灯台报春现在的状况为濒危(EN),亟需对其进行保护以及开展相关的科学研究。
据悉,川东灯台报春的模式标本由P.Farges于19世纪末期在川东城口区(今重庆市城口县)大巴山地区首次采集并存放于法国巴黎植物标本馆(Farges1181),后被以不同的种名保存于英国邱园及爱丁堡植物园的标本馆,1916年I.B.Balfour根据这些材料发表了此新种,此后再没有植物学家采集到该种植物,因此在2004年出版的中国红色名录中,该种植物被认为已灭绝(EX)。
川东灯台报春花色艳丽,具有较高的观赏价值。
该种植物的再次野外发现,对于研究报春花属植物的起源与分化,报春花属植物的资源利用和保护具有重要的科学意义。
(来源:
中国科学院昆明植物所)
云南植物研究 2009 31 (03):
265~268,可下载全文(PDF)
揭示生物适应性在生物网络层次的实现
北京大学理论生物学中心汤超教授课题组和加州大学旧金山分校WendellLim教授课题组合作,在最新的一项研究中揭示了生物适应性在生物网络层次上是如何实现的。
该研究所发现的规律性可能在生物系统中具有普适性,将有助于加深对于生物系统复杂性的认识。
近日这一研究成果已作为封面文章刊登在国际一流杂志《细胞》上(Definingnetworktopologiesthatcanachievebiochemicaladaptation.WenzheMa,AlaTrusina,HanaEl-Samad,WendellLim,andChaoTang.(2009)Cell,138,760-773)。
《细胞》杂志专门为此配发了评论。
该论文的第一作者马文喆博士(合作导师为汤超教授和欧阳颀教授)是北京大学理论生物学中心与加大旧金山分校联合培养的博士后。
马文喆博士2007年7月毕业于北京大学,是北京大学理论生物学中心正式招收的第一批跨学科研究生。
生物体生活在一个不断变化的环境中,如何适应新的环境是生物体保证自身生存的需要,这一特性可以广义地称为生物体的适应性。
而生物界的另一个引人入胜的特征则是具有多样性。
这种多样性不仅对应于我们可以看到的生物表型,也同时存在于导致表型的调控网络上。
具体来说,执行同一种功能的调控网络可以对应于千差万别的网络结构。
这种生物的多样性给科学研究带来了很大的困难。
在该工作中,马文喆博士等人在理论上研究了酶调控网络的适应性问题。
通过在理论上穷举所有可能的简单调控网络,他们首先发现了很多具有适应性的网络,这一点与生物中的多样性是一致的。
但是在具体的分析了这些具有适应性的网络之后,他们惊奇地发现所有这些具有适应性的网络都可以被分为两大类。
首先可以在网络结构上进行分类:
第一类网络包含两条符号相反的从输入到输出的信号通路(不一致前馈回路);而另一类网络不包含前馈回路,却包含至少一个负反馈回路。
这种结构分类同时也对应着网络中关键节点不同的功能。
在不一致前馈回路中一定要有一个控制节点对输入输出进行成比例的调控;而在负反馈回路中一定要有一个进行积分调控的控制节点。
这项研究表明,在复杂的生物现象背后很可能存在着普适的规律性。
该研究结果可以作为参照标准来判断已知的适应性网络是否包含了必要的元素,是否完整;也可以用于指导合成生物学研究来构建新的具有适应性的网络。
(来源:
北京大学)
图为该期细胞杂志的封面。
左侧的两个大药瓶对应着马文喆等人发现的两类主要的适应性网络结构。
Cell,Volume138,Issue4,760-773,21August2009doi:
10.1016/j.cell.2009.06.013可下载文摘和图表
蓝莓叶提取物可阻止丙肝病毒复制
日本宫崎大学的研究人员在美国新一期《生物化学杂志》(BiochemicalJournal)上报告说,潜伏在人体内的丙肝病毒有些需要20年甚至以上的时间才会发病,他们因此设想可能是某种食物补充剂延缓或阻止了疾病的发作。
研究人员检查了近300种农产品,结果发现在蓝莓叶子中有一种名为原花青素的物质可以阻止丙肝病毒的复制,从而达到延缓或阻止疾病发作的目的。
过量的原花青素对人体有害,但研究人员表示,使用它对抗丙肝病毒的剂量是安全的。
类似原花青素的物质在很多可食用植物中都能够找到,他们认为,原花青素可以作为一种对抗丙肝病毒的安全食物补充剂。
研究人员希望下一步能弄清楚原花青素阻止丙肝病毒复制的机制。
(来源:
新华网李雯)
来源:
《生物化学杂志》发布时间:
2009-8-13
红酒提取物可对抗炎症
英国研究人员日前发现,从红葡萄酒中提取出的抗氧化物质白藜芦醇有助于对抗身体中的炎症。
英国格拉斯哥大学研究人员在8月2日出版的《美国实验生物学学会联合会杂志》(FASEBJ)上报告说,他们将实验鼠分为两组,先给其中一组注射白藜芦醇,再向两组小鼠同时注射强炎性药剂。
结果未注射白藜芦醇的小鼠表现出严重的败血症症状,而事先注射白藜芦醇的小鼠则安然无恙。
研究发现,白藜芦醇抑制了引发炎症的两种主要蛋白质。
研究人员说,白藜芦醇存在于葡萄皮中,它在红葡萄酒中的含量要高于白葡萄酒。
参与研究的阿利里奥·梅伦德斯说,败血症等严重的炎性疾病很难治愈,全球每天都有许多人死于这类疾病,炎症给患者器官带来的伤害也严重影响着他们的生活。
他们的研究成果可用来开发治疗此类疾病的新药。
据报道,白藜芦醇对人体有多种益处。
此前的研究证明,白藜芦醇可用于防止血液凝块和对抗癌症。
(来源:
新华网)
TheFASEBJournal.2009;23:
2412-2424doi:
10.1096/fj.09-130542
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聚(N-异丙基丙烯酰胺)高分子研究进展
在过去的20多年中,控释给药已成为一个重要的医药研究领域,如糖尿病人使用胰岛素、对心律不齐病人用抗心律失常药、胃酸抑制剂控制胃溃疡、避孕药、癌症的化疗等;此外,时辰药理学的研究表明,某些疾病的发作显示出生理节奏的变化。
但是长期以来,有关控制释放给药系统的研究主要集中于控制药物在体内的缓慢恒速释放,以便延长药物作用时间,减少给药次数,产生稳定的血药浓度。
最理想的给药方式应该是在需要的时刻,以合适的速率,将所需剂量的药物释放到人体所需要的部位,即药物定点、定时、定量地释放,才能充分利用药物的疗效,同时减轻药物的毒副作用。
一类新的给药系统—智能水凝胶给药系统,能对外界的某种刺激信号作出响应,根据刺激信号的性质、强弱调整药物的释放。
温度敏感型水凝胶属于智能水凝胶的一种,近年来有关温度敏感型水凝胶在给药系统的应用研究,受到越来越多的研究人员关注,并成为功能性高分子研究领域的一大热点。
其中,聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)作为一种典型的温度敏感性高分子,无论是在药物控制体系,还是在柔性执行元件、人造肌肉、微机械、分离膜、生物材料等领域均有着诱人的应用前景。
到目前为止,已经有多种方法和手段用来研究其最低临界溶解温度(水溶液中自由的pNIPAM链在32℃附近会有一个明显的相变化,即32℃以下聚合物链以伸展的无规线团形式存在,高于32℃聚合物链则会卷曲成塌缩的小球,此温度被称为最低临界溶液温度(LCST))。
但是如何通实验来定量检测超薄pNIPAM高分子刷经温度诱导坍缩相变后含水量的变化仍然是个较大的挑战。
最近,中国科学院苏州纳米所马宏伟研究员的课题组通过表面引发聚合的方法,在石英晶体微量天平的振子表面制备了超薄的pNIPAM高分子刷,通过测量不同状态下石英芯片的绝对共振频率变化,实现了超薄pNIPAM高分子刷经温度诱导坍缩相变后含水量变化的原位实时检测。
这一研究结果也表明我们可以通过利用石英晶体微量天平的阻抗分析结果来推测其它生物学事件中含水量的变化;而且该研究中的实验设计方案还可以用于其他智能材料和超吸收材料的表征和评估等相关研究工作。
该重要研究成果发表在了近期的《化学通讯》(Chem.Commun.,2009,3428–3430)上。
(来源:
中国科学院苏州纳米所)
Chem.Commun.,2009,3428,DOI:
10.1039/b903560e可下载文摘
葡萄糖激酶催化机制研究获进展
7月20日,中国科学院上海药物研究所蒋华良课题组在《科学公共图书馆·综合》上发表了关于葡萄糖激酶催化机制研究的论文(PLoSONE,2009,7:
e6304),阐述了葡萄糖激酶(Glucokinase,GK)催化过程的分子机理。
葡萄糖激酶是调节人体血液中葡萄糖水平的重要酶,主要作用是监控血中的葡萄糖水平。
临床上,由于葡萄糖激酶过度激活或者失活,导致血液中葡萄糖水平过低或过
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