中國科學家7月連發三篇Nature

　　英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。

　　近期中國學界接連在這一雜志上發表了研究成果，包括：

　　血吸蟲基因組

　　來自人類基因組南方研究中心健康與疾病基因組重點實驗室，復旦大學生科院，上海生物信息技術研究中心，加拿大滑鐵盧大學，澳大利亞詹姆斯庫克大學(James Cook University)等處的研究人員完成了日本血吸蟲(Schistosoma japonicum)基因組測序和基因功能分析工作，結果公布在本期(7月16日)出版的《Nature》雜志封面上。

　　這項研究發現血吸蟲基因組由近4億個堿基組成，含有40.1%的重復序列，包括新發現的具有轉錄活性的反轉座子25個。研究工作識別編碼基因13469個，其中有首次發現的與血吸蟲感染宿主密切相關的彈力蛋白酶(Elastase)。有趣的是，血吸蟲與具有同等大小基因組的非寄生生物比較，雖然基因數量相似，但功能基因的組成卻有較大差別。一方面它丟失了很多與營養代謝相關的基因，如脂肪酸、氨基酸、膽固醇和性激素合成基因等，這些營養物質必須從哺乳動物宿主獲得;另一方面，擴充了許多有利于蛋白消化的酶類基因家族的成員。這一變化充分體現了血吸蟲適應寄生生活，與宿主協同進化的重要特性。

　　“與它進化級別相同的其他蟲類，基本都過著獨立生活。”韓澤廣博士解釋說，可能在血吸蟲的進化過程中，逐步失去部分基因，以適應其寄生生活。

　　研究還揭示，血吸蟲像其他多細胞生物一樣，具有與發育密切相關的多條重要分子信號途徑;血吸蟲有原始的中樞神經系統和較為完善的外周感覺神經系統，能接受周圍環境發出的聲、光、機械振動等信號，有助于攻擊宿主并到達營養豐富的器官，如肝臟門靜脈、腸靜脈等處寄生。血吸蟲雖然不像高級哺乳動物那樣有下丘腦、垂體、甲狀腺、性腺等神經內分泌器官，但是它有類似功能的細胞，編碼一些與生長、發育和成熟相關的內分泌激素受體，除了接受本身合成的內分泌激素外，還可以接受宿主的激素作用，甚至形成依賴宿主內分泌激素的寄生狀態。

　　長江流域濕地和水鳥的重要性

　　中國科大生命科學學院水鳥和濕地生態研究組的研究人員日前聯名在《自然》雜志上發表了題為Birds and people both depend on China’s wetlands的通訊(Nature 460, 173; 2009)。該通訊簡要介紹了長江流域濕地和水鳥的重要性以及所面臨的威脅，以及中國科大水鳥和濕地生態研究組在研究、保護水鳥和濕地方面所做的工作。該通訊提醒大家，共同關注和保護中國濕地和水鳥，科學地維持濕地生產力和生物多樣性的生態過程，加強區域生態功能區規劃和濕地網絡的建設。

　　參與研究的人員包括中國科大生命科學學院水鳥和濕地生態研究組的曹壘副教授和丹麥Aarhus大學教授、中國科學院特聘研究員Tony Fox。其中曹壘副教授先后主持承擔或參加國家自然科學基金項目、國家自然科學基金重點項目、國家科技部“973”子項目以及國際合作研究項目等，并取得若干研究成果，受到國際同行的高度關注，2006 年獲得第七屆“鄭作新鳥類科學青年獎”。

　　據介紹，長江中下游的淺水湖泊與長江一起組成了世界獨特的江-湖復合型濕地，是我國最重要的生態系統之一。每年隨季風而來的江水、泥沙和營養物質流入湖中，提供了維持濕地高生產力和生物多樣性的物質基礎。廣闊的水域和豐盛的水草同時具備防洪和凈化水質的功能。該區域是中國東部水鳥最重要的越冬區，每年有一百萬只水鳥包括全球最受脅的8個物種到達此地。但是，隨著當地居民對資源的利用由傳統低強度轉向掠奪式開發，長江水文動力發生改變，同時極大地破壞了生態系統的平衡，資源的可持續利用面臨嚴重的威脅。

　　我國科學家首次證明iPS細胞全能性

　　國際權威科學雜志《自然》(Nature)7月23日在線發表中國科學院動物研究所研究員周琪領導的研究組和上海交通大學醫學院教授曾凡一領導的研究組共同完成的一項研究成果，我國科學家首次利用iPS細胞(誘導性多能干細胞)，通過四倍體囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠，從而在世界上第一次證明了iPS細胞的全能性。

　　iPS細胞全稱為誘導性多能干細胞，是由體細胞誘導而成的干細胞，具有和胚胎干細胞類似的發育多潛能性。2006年7月，日本科學家首次宣布發現了將小鼠皮膚細胞轉化為多能干細胞的方法;2007年11月，美國和日本科學家將人類細胞誘導為iPS細胞，被《科學》(Science)雜志評為2008年世界十大科技進展之首。iPS細胞在生物和醫學領域具有廣闊的應用前景，有望成為實施再生醫學和細胞治療的重要細胞來源。

　　iPS的研究突飛猛進，但是iPS細胞是否真正擁有與胚胎干細胞一樣的全能性?是否能夠真正與胚胎干細胞媲美呢?四倍體囊胚注射方法是目前國際上驗證細胞是否具有全能性的“黃金標準”。這一方法是將胚胎干細胞注射進四倍體的小鼠早期胚胎，這種胚胎沒有進一步發育能力，僅提供營養環境的胚胎，然后再移植入代孕母鼠體內，胚胎干細胞可以發育成正常的小鼠。但此前的研究發現，iPS細胞不能像胚胎干細胞一樣通過四倍體囊胚注射發育成活體小鼠，iPS細胞注射后形成的小鼠胎兒在懷孕早期至晚期全部死亡，這些結果表明iPS細胞尚不具有全能性。

　　周琪等制備了37株iPS細胞，利用其中6株iPS細胞系注射了1500多個四倍體胚胎，最終3株iPS細胞系獲得了共計27個活體小鼠，經多種分子生物學技術鑒定，證實該小鼠確實從iPS細胞發育而成，有些小鼠現已發育成熟并繁殖了后代。這是世界上第一次獲得完全由iPS細胞制備的活體小鼠，有力地證明了iPS細胞具有真正的全能性。這項工作為進一步研究iPS技術在干細胞、發育生物學和再生醫學領域的應用提供了技術平臺，將iPS細胞研究推進到了一個新的高度，成為中國科學家在這一國際熱點研究領域所作出的一項重要貢獻。