中国科学家7月连发三篇Nature

　　英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。

　　近期中国学界接连在这一杂志上发表了研究成果，包括：

　　血吸虫基因组

　　来自人类基因组南方研究中心健康与疾病基因组重点实验室，复旦大学生科院，上海生物信息技术研究中心，加拿大滑铁卢大学，澳大利亚詹姆斯库克大学(James Cook University)等处的研究人员完成了日本血吸虫(Schistosoma japonicum)基因组测序和基因功能分析工作，结果公布在本期(7月16日)出版的《Nature》杂志封面上。

　　这项研究发现血吸虫基因组由近4亿个碱基组成，含有40.1%的重复序列，包括新发现的具有转录活性的反转座子25个。研究工作识别编码基因13469个，其中有首次发现的与血吸虫感染宿主密切相关的弹力蛋白酶(Elastase)。有趣的是，血吸虫与具有同等大小基因组的非寄生生物比较，虽然基因数量相似，但功能基因的组成却有较大差别。一方面它丢失了很多与营养代谢相关的基因，如脂肪酸、氨基酸、胆固醇和性激素合成基因等，这些营养物质必须从哺乳动物宿主获得;另一方面，扩充了许多有利于蛋白消化的酶类基因家族的成员。这一变化充分体现了血吸虫适应寄生生活，与宿主协同进化的重要特性。

　　“与它进化级别相同的其他虫类，基本都过着独立生活。”韩泽广博士解释说，可能在血吸虫的进化过程中，逐步失去部分基因，以适应其寄生生活。

　　研究还揭示，血吸虫像其他多细胞生物一样，具有与发育密切相关的多条重要分子信号途径;血吸虫有原始的中枢神经系统和较为完善的外周感觉神经系统，能接受周围环境发出的声、光、机械振动等信号，有助于攻击宿主并到达营养丰富的器官，如肝脏门静脉、肠静脉等处寄生。血吸虫虽然不像高级哺乳动物那样有下丘脑、垂体、甲状腺、性腺等神经内分泌器官，但是它有类似功能的细胞，编码一些与生长、发育和成熟相关的内分泌激素受体，除了接受本身合成的内分泌激素外，还可以接受宿主的激素作用，甚至形成依赖宿主内分泌激素的寄生状态。

　　长江流域湿地和水鸟的重要性

　　中国科大生命科学学院水鸟和湿地生态研究组的研究人员日前联名在《自然》杂志上发表了题为Birds and people both depend on China’s wetlands的通讯(Nature 460, 173; 2009)。该通讯简要介绍了长江流域湿地和水鸟的重要性以及所面临的威胁，以及中国科大水鸟和湿地生态研究组在研究、保护水鸟和湿地方面所做的工作。该通讯提醒大家，共同关注和保护中国湿地和水鸟，科学地维持湿地生产力和生物多样性的生态过程，加强区域生态功能区规划和湿地网络的建设。

　　参与研究的人员包括中国科大生命科学学院水鸟和湿地生态研究组的曹垒副教授和丹麦Aarhus大学教授、中国科学院特聘研究员Tony Fox。其中曹垒副教授先后主持承担或参加国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重点项目、国家科技部“973”子项目以及国际合作研究项目等，并取得若干研究成果，受到国际同行的高度关注，2006 年获得第七届“郑作新鸟类科学青年奖”。

　　据介绍，长江中下游的浅水湖泊与长江一起组成了世界独特的江-湖复合型湿地，是我国最重要的生态系统之一。每年随季风而来的江水、泥沙和营养物质流入湖中，提供了维持湿地高生产力和生物多样性的物质基础。广阔的水域和丰盛的水草同时具备防洪和净化水质的功能。该区域是中国东部水鸟最重要的越冬区，每年有一百万只水鸟包括全球最受胁的8个物种到达此地。但是，随着当地居民对资源的利用由传统低强度转向掠夺式开发，长江水文动力发生改变，同时极大地破坏了生态系统的平衡，资源的可持续利用面临严重的威胁。

　　我国科学家首次证明iPS细胞全能性

　　国际权威科学杂志《自然》(Nature)7月23日在线发表中国科学院动物研究所研究员周琪领导的研究组和上海交通大学医学院教授曾凡一领导的研究组共同完成的一项研究成果，我国科学家首次利用iPS细胞(诱导性多能干细胞)，通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性。

　　iPS细胞全称为诱导性多能干细胞，是由体细胞诱导而成的干细胞，具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性。2006年7月，日本科学家首次宣布发现了将小鼠皮肤细胞转化为多能干细胞的方法;2007年11月，美国和日本科学家将人类细胞诱导为iPS细胞，被《科学》(Science)杂志评为2008年世界十大科技进展之首。iPS细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前景，有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。

　　iPS的研究突飞猛进，但是iPS细胞是否真正拥有与胚胎干细胞一样的全能性?是否能够真正与胚胎干细胞媲美呢?四倍体囊胚注射方法是目前国际上验证细胞是否具有全能性的“黄金标准”。这一方法是将胚胎干细胞注射进四倍体的小鼠早期胚胎，这种胚胎没有进一步发育能力，仅提供营养环境的胚胎，然后再移植入代孕母鼠体内，胚胎干细胞可以发育成正常的小鼠。但此前的研究发现，iPS细胞不能像胚胎干细胞一样通过四倍体囊胚注射发育成活体小鼠，iPS细胞注射后形成的小鼠胎儿在怀孕早期至晚期全部死亡，这些结果表明iPS细胞尚不具有全能性。

　　周琪等制备了37株iPS细胞，利用其中6株iPS细胞系注射了1500多个四倍体胚胎，最终3株iPS细胞系获得了共计27个活体小鼠，经多种分子生物学技术鉴定，证实该小鼠确实从iPS细胞发育而成，有些小鼠现已发育成熟并繁殖了后代。这是世界上第一次获得完全由iPS细胞制备的活体小鼠，有力地证明了iPS细胞具有真正的全能性。这项工作为进一步研究iPS技术在干细胞、发育生物学和再生医学领域的应用提供了技术平台，将iPS细胞研究推进到了一个新的高度，成为中国科学家在这一国际热点研究领域所作出的一项重要贡献。