為推動(dòng)生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新性發(fā)展，充分展示和宣傳我國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域的重大科研成果，近日，中國(guó)科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合體組織18個(gè)成員學(xué)會(huì)推薦，經(jīng)生命科學(xué)領(lǐng)域同行專(zhuān)家評(píng)審及聯(lián)合體主席團(tuán)評(píng)選和審核，向社會(huì)公布了2015年度“中國(guó)生命科學(xué)領(lǐng)域十大進(jìn)展”（排名不分先后）。

入選的十大進(jìn)展為：磁受體蛋白MagR的發(fā)現(xiàn)；細(xì)胞內(nèi)膽固醇運(yùn)輸?shù)男聶C(jī)制；細(xì)胞炎性壞死機(jī)制研究；發(fā)育過(guò)程中人類(lèi)原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的表觀遺傳調(diào)控；昆蟲(chóng)長(zhǎng)、短翅可塑性發(fā)育的分子“開(kāi)關(guān)”；高等植物光系統(tǒng)I光合膜蛋白超分子復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)解析；口服重組幽門(mén)螺桿菌疫苗研究；剪接體的三維結(jié)構(gòu)以及RNA剪接的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究；化學(xué)重編程中間狀態(tài)的鑒定和化學(xué)重編程新體系的建立。

水稻感受和抵御低溫的機(jī)制研究 

水稻起源于熱帶和亞熱帶，對(duì)環(huán)境低溫非常敏感，限制了其種植區(qū)域。人工馴化選擇使粳稻種植能延伸到低積溫帶區(qū)域。近年來(lái)全球氣候變化導(dǎo)致的異常氣溫頻發(fā)，直接威脅水稻的生產(chǎn)，而植物感知低溫機(jī)理知之甚少。中國(guó)科學(xué)院植物研究所種康研究組與中國(guó)水稻所錢(qián)前研究員等合作發(fā)現(xiàn)水稻感受低溫的數(shù)量性狀位點(diǎn)基因COLD1賦予了粳稻的耐寒性。該基因編碼一個(gè)九次跨膜的G-蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)因子，定位于質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。遇冷時(shí)COLD1與G-蛋白α亞基RGA1互作，激活Ca2+通道、觸發(fā)下游耐寒防御反應(yīng)；COLD1jap基因起源于中國(guó)野生稻而賦予粳稻耐寒性。這是國(guó)際上首次報(bào)道的植物低溫感受器，揭示了人工馴化賦予粳稻耐寒性的分子細(xì)胞學(xué)機(jī)制。該成果對(duì)于水稻耐寒性的分子設(shè)計(jì)改良有重要的指導(dǎo)意義和潛在的應(yīng)用前景。本研究成果在2015年7月《Cell》雜志上以封面論文發(fā)表。

細(xì)胞內(nèi)膽固醇運(yùn)輸?shù)男聶C(jī)制 

膽固醇是細(xì)胞不可或缺的脂類(lèi)物質(zhì)，其代謝異常會(huì)引起動(dòng)脈粥樣硬化和神經(jīng)系統(tǒng)病變。細(xì)胞內(nèi)膽固醇運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制并不清楚。武漢大學(xué)宋保亮團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)氧化物酶體與溶酶體之間可產(chǎn)生動(dòng)態(tài)接觸，該過(guò)程由溶酶體上的SytVII蛋白結(jié)合到過(guò)氧化物酶體上的脂質(zhì)分子PI(4,5)P2來(lái)介導(dǎo)。膽固醇正是通過(guò)這一新型的細(xì)胞器的膜接觸，由溶酶體運(yùn)輸至過(guò)氧化物酶體。許多過(guò)氧化物酶體基因突變會(huì)導(dǎo)致發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，該工作第一次揭示了膽固醇堆積是過(guò)氧化物酶體紊亂疾病的發(fā)病原因之一。這項(xiàng)研究不僅發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)膽固醇運(yùn)輸?shù)男聶C(jī)制，揭示了過(guò)氧化物酶體細(xì)胞器的新功能，更重要的是為治療膽固醇代謝異常相關(guān)疾病提供了新的線索和思路。研究成果在2015年4月《Cell》上發(fā)表，同期配發(fā)了評(píng)述文章。 

細(xì)胞炎性壞死機(jī)制研究

細(xì)胞炎性壞死（細(xì)胞焦亡，pyroptosis）是機(jī)體的重要免疫防御反應(yīng)，在清除病原感染和內(nèi)源危險(xiǎn)信號(hào)中均發(fā)揮重要作用。細(xì)胞焦亡由炎性蛋白酶caspase（caspase-1和caspase-4/5/11）介導(dǎo)，但具體機(jī)制完全不清楚。北京生命科學(xué)研究所邵峰團(tuán)隊(duì)和廈門(mén)大學(xué)韓家淮團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)立鑒定出全新的GSDMD蛋白，并證明GSDMD是所有炎性caspase的共有底物，其切割對(duì)于caspase激活細(xì)胞焦亡既是必要的也是充分的。這些工作揭示細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵分子機(jī)制，為多種自身炎癥性疾病和內(nèi)毒素誘導(dǎo)的敗血癥提供了全新的藥物靶點(diǎn)。邵峰和韓家淮論文分布在《Nature》（2015年10月）和《Cell Research》（2015年12月）上發(fā)表。

口服重組幽門(mén)螺桿菌疫苗研究 

幽門(mén)螺桿菌（Hp）是慢性胃炎、胃及十二指腸潰瘍的致病菌，是胃癌的主要致病因子。我國(guó)胃病患者超過(guò)1億，每年因胃癌死亡者達(dá)20萬(wàn)人。第三軍醫(yī)大學(xué)鄒全明、中國(guó)食品藥品檢定研究院曾明和江蘇省疾病預(yù)防控制中心朱鳳才三位教授聯(lián)合研究，發(fā)明了“Hp分子內(nèi)佐劑粘膜疫苗”設(shè)計(jì)原理和安全高效的首個(gè)人用分子內(nèi)粘膜免疫佐劑；設(shè)計(jì)與制造出全新的Hp疫苗組份；研究出國(guó)際上首個(gè)Hp疫苗生產(chǎn)與檢定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。歷時(shí)15年，完成了Hp疫苗5000余人參加的臨床試驗(yàn)，成功研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首個(gè)Hp疫苗，并安全、有效，保護(hù)率達(dá)71.8%，獲國(guó)家1.1 類(lèi)新藥證書(shū)。

剪接體的三維結(jié)構(gòu)以及RNA剪接的分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究

“中心法則”是分子生物學(xué)中的關(guān)鍵定理，描述了細(xì)胞最基礎(chǔ)的生命活動(dòng)。在真核細(xì)胞中，蘊(yùn)藏在基因組DNA序列中的遺傳信息先傳遞給信使RNA。轉(zhuǎn)錄的RNA需經(jīng)剪接體（Spliceosome）成熟之后再翻譯成蛋白質(zhì)，執(zhí)行生物學(xué)功能。剪接體（Spliceosome）是一個(gè)巨大而又復(fù)雜的動(dòng)態(tài)分子機(jī)器，清華大學(xué)施一公課題組創(chuàng)新性地利用酵母細(xì)胞內(nèi)源性蛋白提取獲得了性質(zhì)良好的樣品，并利用前沿的單顆粒冷凍電子顯微鏡技術(shù)，首次解析了酵母剪接體近原子水平的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了詳細(xì)分析，闡述了剪接體對(duì)前體信使RNA執(zhí)行剪接的工作機(jī)理。這一研究成果2015年9月在《Science》雜志以?xún)善�“背靠背”的長(zhǎng)文發(fā)表。 

磁受體蛋白MagR的發(fā)現(xiàn) 

生物能否感知及如何感受地球磁場(chǎng)的存在是生命科學(xué)中的未解之謎。北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院謝燦實(shí)驗(yàn)室及合作者發(fā)現(xiàn)普遍存在于動(dòng)物中的磁受體基因，其編碼的磁受體蛋白MagR具備內(nèi)源磁性，能識(shí)別外界磁場(chǎng)并順應(yīng)磁場(chǎng)方向排列，據(jù)此提出一個(gè)新的“生物指南針”分子模型。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于分析動(dòng)物遷徙和生物導(dǎo)航之謎，同時(shí)也為未來(lái)發(fā)展基于磁場(chǎng)進(jìn)行大分子分離純化，操縱細(xì)胞活性和動(dòng)物行為包括磁遺傳學(xué)，以及新型磁性生物材料的開(kāi)發(fā)提供了可能。本研究成果在2015年11月《NatureMaterials》雜志上發(fā)表。

昆蟲(chóng)長(zhǎng)、短翅可塑性發(fā)育的分子“開(kāi)關(guān)”

昆蟲(chóng)長(zhǎng)、短翅可變發(fā)育是生物發(fā)育可塑性的典型例子，是昆蟲(chóng)進(jìn)化成功的重要特性。稻飛虱是水稻的最重要害蟲(chóng)，若蟲(chóng)可以根據(jù)環(huán)境條件變化，選擇性地發(fā)育為能飛行的長(zhǎng)翅型成蟲(chóng)，或發(fā)育為不能飛行但繁殖更強(qiáng)的短翅型，這種可塑性發(fā)育是該蟲(chóng)成為毀滅性大害蟲(chóng)的重要原因。浙江大學(xué)張傳溪教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，稻飛虱翅芽的兩個(gè)胰島素受體在長(zhǎng)、短翅分化中作用相反，起著分子“開(kāi)關(guān)”作用。抑制胰島素受體I基因和胰島素通路會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子FOXO進(jìn)入細(xì)胞核，若蟲(chóng)就發(fā)育為短翅型成蟲(chóng)；而抑制在翅芽組織中特異表達(dá)的胰島素受體II基因就會(huì)導(dǎo)致FOXO滯留于翅芽的細(xì)胞質(zhì)，若蟲(chóng)就發(fā)育為長(zhǎng)翅型成蟲(chóng)。本研究成果在2015年3月《Nature》雜志上發(fā)表，被認(rèn)為“是多型現(xiàn)象分子機(jī)理研究的一個(gè)里程碑”，在稻飛虱防治上具有重要價(jià)值。

高等植物光系統(tǒng)I 光合膜蛋白超分子復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)解析

光系統(tǒng)I（PSI）光合膜蛋白超分子復(fù)合物是光合作用中高效吸能、傳能和轉(zhuǎn)能的系統(tǒng)，其量子轉(zhuǎn)化效率幾乎為100%。中國(guó)科學(xué)院植物研究所匡廷云、沈建仁研究團(tuán)隊(duì)在原子水平分辨率的高等植物光系統(tǒng)I-捕光天線（PSI-LHCI）晶體結(jié)構(gòu)，解析了高等植物PSI-LHCI的精細(xì)結(jié)構(gòu)，其中包括16個(gè)蛋白亞基和205個(gè)輔因子，總分子量約600kDa；揭示光系統(tǒng)I的4個(gè)捕光色素蛋白復(fù)合體（Lhca1-4）在天然狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系，LHCI全新的色素網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和LHCI紅葉綠素的結(jié)構(gòu)，明確提出LHCI向核心能量傳遞可能的4條途徑。該研究成果對(duì)于闡明光合作用機(jī)理及提高作物光能利用效率和開(kāi)辟太陽(yáng)能利用的新途徑都具有重要的理論和實(shí)踐意義。該研究成果在2015年5月《Science》期刊以長(zhǎng)文的形式并作為封面文章發(fā)表。 

發(fā)育過(guò)程中人類(lèi)原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的表觀遺傳調(diào)控

生殖細(xì)胞（精子和卵細(xì)胞）是人類(lèi)生命繁衍、維持物種穩(wěn)定和延續(xù)的種子和紐帶，在胚胎發(fā)育過(guò)程中來(lái)自原始生殖細(xì)胞。人類(lèi)原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的特征及其表觀遺傳學(xué)調(diào)控一直是亟待解決的重大發(fā)育生物學(xué)問(wèn)題。北京大學(xué)湯富酬研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院?jiǎn)探苎芯繄F(tuán)隊(duì)緊密合作，采用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組高通量測(cè)序等一系列關(guān)鍵技術(shù)，深入、系統(tǒng)地解析了人類(lèi)原始生殖細(xì)胞多個(gè)發(fā)育階段的轉(zhuǎn)錄組和DNA甲基化組的動(dòng)態(tài)變化，揭示了人類(lèi)原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的一系列關(guān)鍵獨(dú)特特征，這為人們提供了一個(gè)深度解析人類(lèi)原始生殖細(xì)胞中基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)表觀遺傳調(diào)控的精準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)，有助于更好地理解人類(lèi)生殖細(xì)胞和早期胚胎發(fā)育的根本規(guī)律。該項(xiàng)研究未來(lái)對(duì)輔助生殖技術(shù)安全性評(píng)估、以及臨床上生殖細(xì)胞發(fā)育異常相關(guān)疾病機(jī)理的解析等可能具有重要意義。該研究成果2015年6月在《Cell》期刊發(fā)表。

化學(xué)重編程中間狀態(tài)的鑒定和化學(xué)重編程新體系的建立

“體細(xì)胞重編程”技術(shù)可以將已經(jīng)分化和特化的體細(xì)胞誘導(dǎo)逆轉(zhuǎn)成為“生命之初”的多潛能干細(xì)胞。北京大學(xué)鄧宏魁的研究團(tuán)隊(duì)在2013年報(bào)道小分子化合物誘導(dǎo)的體細(xì)胞重編程技術(shù)（化學(xué)重編程）的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了化學(xué)重編程的一個(gè)中間狀態(tài)，其基因表達(dá)譜、體內(nèi)發(fā)育能力和重編程能力均類(lèi)似于胚外內(nèi)胚層(XEN)細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)表明化學(xué)重編程是一個(gè)分子路徑上完全不同于轉(zhuǎn)基因誘導(dǎo)體細(xì)胞重編程的全新途徑，為進(jìn)一步改進(jìn)化學(xué)重編程體系提供了一個(gè)關(guān)鍵的分子路標(biāo)；并將大幅提升了化學(xué)誘導(dǎo)的多潛能干細(xì)胞（CiPS細(xì)胞）的誘導(dǎo)效率。這一成果體現(xiàn)了小分子化合物調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，有望在再生醫(yī)療中為獲得病人自體的組織和器官提供理想的細(xì)胞來(lái)源。該研究成果2015年12月在《Cell》雜志發(fā)表。