大陸學者11月參與發表多篇Nature文章

　　進入十一月，大陸地區的學者參與的多項研究在Nature雜志及其重要子刊上發表，其中主要包括的是作為Nature封面發表的高質量家豬基因組草圖，清華大學發表的又一結構生物學研究成果，以及中科院生物物理所完成的帕金森病神經干細胞隨著衰老過程而發生的退行性病變，后兩篇都是以國內研究機構為第一單位發表的論文。

　　其中華中農業大學為第一作者和通訊作者之一發表的高質量的家豬基因組草圖，為家豬重要性狀基因分離和功能基因組研究提供了強有力的工具，這項研究還通過比較家豬和野豬的基因組，闡明了歐洲和亞洲野豬之間的進化關系，同時揭示出參與免疫反應和嗅覺感應的基因快速進化過程。

　　此外，研究人員還鑒定了很多可能導致疾病的基因變異體，增加了豬作為生物醫學模式的潛力;研究人員還詳細地分析了內源性的豬逆轉錄病毒，這對于今后可能用到的豬異種器官移植將非常重要。

　　2009年底，在英國Wellcome Trust Sanger研究所召開的第三次豬基因組會議上，研究人員宣布豬基因組測序工作基本完成，近26億對堿基序列在Sanger研究所完成測序，華中農業大學趙書紅教授參加了此次會議，并受邀參與豬全基因組序列解析的相關工作，指導研究生張杰完成了200多個豬免疫基因的注釋工作。

　　此外，清華大學生命學院楊茂君博士研究組發表了題為《線粒體二型NADH脫氫酶的結構與功能(Structural insight into the type-II mitochondrial NADH dehydrogenases)》的科研論文，首次報道了二型NADH-泛醌氧化還原酶Ndi1的晶體結構，并對其功能和工作機制進行了詳細的研究。

　　研究人員主要通過大量的結構生物學研究提出了該家族蛋白的可能的工作機制，然后綜合運用生物信息學、生物化學與分子生物學、細胞生物學、遺傳學、以及物理學等多學科手段證明了這些發現，系統地研究了該家族最具代表性的蛋白Ndi1的各方面特性，全方位地展示了該蛋白發揮其線粒體呼吸鏈電子傳遞入口這一重要生物學功能的機理，是迄今已報道的該蛋白家族的研究中最系統、最全面的一次研究。本研究為定向性的篩選與設計抗瘧疾和肺結核等疾病的藥物提供了一個新的靶點信息。

　　還有一篇由中科院生物物理研究所劉光慧研究組同美國Salk研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte研究組的合作研究論文，這一研究首次結合多能干細胞和基因組靶向修飾技術揭示了帕金森病神經干細胞隨著衰老過程而發生的退行性病變。這一研究成果為診斷、預防與治療帕金森病提供了新的潛在靶點。

　　研究人員首先向攜帶帕金森病致病基因LRRK2 (G2019S)突變的患者皮膚細胞中導入三個“多能性因子”，從而在體外獲得疾病特異的誘導性多能干細胞(iPSC)。這些iPSC在實驗室中進一步定向分化為目前無法從患者顱內直接獲取的功能性神經干細胞及多巴胺神經元。

　　通過對這些“患者來源的神經細胞”進行細致的研究，劉光慧研究員等發現LRRK2 (G2019S)突變的神經干細胞表現出一系列與“衰老”相關的退行性表型，如對細胞內泛素化蛋白聚集誘導的凋亡更加敏感，以及隨著體外培養時間延長其克隆式生長及向神經元定向分化等“干性”特征逐漸消失等。

　　有趣的是，隨著體外傳代次數的增加，攜帶基因突變的神經干細胞表現出明顯的核膜異常，如核纖層蛋白組成和核膜結構的改變。為了驗證這些新型病理特征與帕金森病致病基因LRRK2突變之間的分子聯系，研究人員通過HDAdV介導的基因打靶技術原位矯正了患者干細胞中的LRRK2 (G2019S)突變。實驗結果表明，矯正后的神經干細胞消除了帕金森病相關的疾病表型。相反，利用打靶技術在正常人胚胎干細胞中定向敲入LRRK2 (G2019S)突變(即體外人工創造出帕金森病胚胎干細胞)則導致疾病相關表型的出現。

　　更為重要的是，通過對臨床帕金森病人死后腦組織的海馬區(人神經干細胞所在部位)進行分析，可見該區神經源性細胞存在廣泛的核膜異常，這與帕金森病 iPSC定向分化得到的神經干細胞模型觀察結果相一致。最后，研究人員進一步發現LRRK2激酶特異性抑制劑可以在體外改善帕金森神經干細胞的異常表型。

　　這一工作首次揭示了核膜異常以及腦內神經干細胞漸進性功能衰退在帕金森病發生發展中的作用。不僅為帕金森病病人患有的認知功能衰退等中樞神經系統癥狀提供了一定的解釋，并且提示了將來在臨床上利用小分子抑制劑藥物或靶向基因修復患者神經前體細胞治療帕金森病的可能性。