“联想与创新”的版本间的差异

2016年12月21日 (三) 14:51的版本

NMT技术在针对RyR钙离子通道药物研究中的潜在贡献150118

Ryanodine受体（RyR）是已知的最大Ca2+通道，在心肌等肌肉的兴奋收缩中具有偶联作用。过去由于对RyR的结构还不是非常清楚，因此，在相关药物的设计和应用上还有一些误区存在，比如，药物的选择性不强及毒性较大等问题。因此，近日清华大学的颜宁和施一公等在RyR的结构研究方面取得的进展，对今后相关药物的研发与应用具有较大意义。

非损伤微测技术（NMT）可以在以下几个方面做出贡献：

• 药物的选择性工作：

 由于NMT可以直接测量Ca2+，Mg2+，Na+，K+ 等离子进出活体组织，通过在药物作用下测量Ca2+的进出情况来确定该药物的RyR选择性和有效性。

• 药物的毒性研究：

 通过NMT测量组织的O2及K+等分子离子流生理生理指标，来验证不同药物的毒性。

• 对非肌肉组织RyR生理功能的研究：

 由于NMT时间分辨率的局限，会使得NMT更适用于RyR在非肌肉组织中生理功能的研究。

NO3-转运受体NRT1.1拥有多种NO3-信号传感机制150525

2015年，《Nature》系列期刊的新成员《Nature Plants》刊登了一篇题为《Multiple mechanisms of nitrate sensing by Arabidopsisnitrate transceptor NRT1.1》的研究。拟南芥NRT1.1（NO3-转运蛋白基因）除了促进植株获取硝酸盐外，还起到调控NO3-同化作用基因的表达，调节根系结构等多种作用。本文研究了NRT1.1基因的两个关键残基（P492和T101）突变后对植株在功能及表型上的影响，证明NRT1.1可以激发拟南芥对不同环境所产生反应的独立信号通路。

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NMT潜在创新应用： 2013年，中国学者报道了在低NO3-条件下，NRT2.1的表达与乙烯的合成信号形成一个负反馈回路，并且利用非损伤微测技术（NMT）检测了NRT2.1突变体在不同浓度NO3-的环境中，植株根部NO3-的流速（Zheng, D., et al.Plant Cell Environ. 2013,36(7): 1328-1337.）。NRT1.1作为NRT1家族中唯一的双亲和性转运体，其突变后植株对NO3-吸收速率的改变，以及这一改变与功能和表型之间的联系，亟待探索。

Bouguyon E, et al. Multiple mechanisms of nitrate sensing by Arabidopsis nitrate transceptor NRT1.1.Nature Plants. 2015, 1(3): 15015.

水稻抗高温基因研究取得突破进展150601

2015年5月18日，《Nature Genetics》在线发表了上海植生生态所林鸿宣课题组的研究成果。

由于作物的高温抗性是由多个数量性状基因位点（QTL）控制的复杂性状，研究难度大，之前尚未有成功分离克隆作物抗高温QTL基因的报道。本研究以水稻作为材料，成功克隆了作物中第一个抗高温的QTL基因，并深入研究了其分子机理、在水稻演化史以及抗高温育种中的作用。

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NMT潜在创新应用：

2015年《Cell》刊登的一项研究表明，新鉴别出的水稻数量性状基因座COLD1赋予了植株抗寒性，且在寒冷胁迫下，COLD1的表达促进了Ca2+的吸收（Ma Y, et al. Cell. 2015, 160(6): 1209-21.）。同为温度胁迫，上文的水稻QTL基因是否也通过调控某些离子通道来提升植物的耐热性？此外，研究表明，高温胁迫会导致植株发生离子渗漏（Liang X, et al. BiologiaPlantarum. 2015, 59(1): 92-98.）。NMT将继续在植物耐寒耐热基因的功能研究上发挥重要作用。

Li X, et al. Natural alleles of a proteasomeα2 subunit gene contribute to thermotolerance and adaptation of African rice. NatureGenetics. 2015. doi:10.1038/ng.3305.

miRNA调控植物生长素信号途径的机制150615

植物领域国际期刊《The Plant Cell》于2015年3月20日在线发表了中科院微生物研究所郭惠珊课题组的最新研究。研究发现拟南芥中存在一个低水平表达的miRNA（miR847）受auxin诱导，miR847靶向并剪切下调Aux/IAA抑制蛋白IAA28的mRNA。本研究揭示了植物以IAA28蛋白的泛素化降解结合miR847/IAA28 mRNA调控模块实现auxin信号途径的快速去抑制化。

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NMT潜在创新应用：

IAA除了通过木质部与韧皮部的长距离运输外，还有如Transcellular、Apoplastic等短距离、胞外运输方式。经过了长期的试验及测试，旭月公司成功的研发出IAA电极，从而可以通过非损伤微测技术（NMT）准确地检测到活体内外的IAA交换信息。本研究中，Aux/IAA抑制蛋白IAA28的mRNA调控IAA的转运以及IAA与外环境交换的直接证据，有待利用NMT进行更深入的研究。 Wang J, et al. Cleavage of INDOLE-3-ACETIC ACIDINDUCIBLE28mRNA by MicroRNA847 Upregulates Auxin Signaling toModulate Cell Proliferation and Lateral Organ Growth in Arabidopsis. Plant Cell,2015, 27:574-590.

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植物保卫细胞的CO2传感机制150623

CO2不仅能作为光合作用的碳源，而且是调节气孔的环境信号，用于调控植物的碳代谢以及植物-水分间的关系。研究发现，提升拟南芥耐受高浓度CO2的基因RHC1，通过调控HT1，OS1，SLAC1级联反应，激活SLAC1阴离子通道，促进气孔关闭，在植物保卫细胞中建立了一个关键的CO2信号通路。

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NMT潜在创新应用：

最新研究表明，H+、K+、Ca2+三种离子受茉莉酸甲酯调控，并参与拟南芥气孔闭合过程（Yan SL, et al. Functional Plant Biology, 2014, 42(2):126-135），而保卫细胞中的其它离子或者分子，在调节气孔运动的各类信号通路中所发挥的作用，尚未有研究。尽管上述研究建立了一个新的信号通路，但生理水平上的调控机制依然有待探索。目前，国内科研人员利用NMT在此方向的研究已初具成果。

Tian w, et al. A molecularpathway for CO2 response in Arabidopsis guard cells. Nature Communications,2015. doi:10.1038/ncomms7057.

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Beclin1乙酰化促进肿瘤生长150629

5月26日，《Nature Commnunications》在线刊登了中山大学肿瘤防治中心朱孝峰课题组题为《Acetylation of Beclin 1 inhibitsautophagosome maturation and promotes tumour growth》的最新研究。Beclin 1是一个重要的自噬相关基因，但研究界对于自噬体到自噬溶酶体转化的分子机制仍知之甚少。本研究证实了Beclin 1磷酸化后，诱导了自身的乙酰化，抑制了自噬体成熟和胞吞运输，进而在体内外促进肿瘤细胞增殖。

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NMT潜在创新应用：

传统理论认为，肿瘤的发生起源于细胞特定基因的改变，而最新研究表明，正常上皮细胞向不正常微环境的移植或改造细胞的微环境，也可导致肿瘤的产生，而这些恶性肿瘤没有任何的基因改变。这提示我们，肿瘤的产生实际上是在组织和细胞水平发生了异常，基因的变化可能只是一种伴随状况。旭月公司最新推出的NMT活体肿瘤工作站，实现了同时在细胞以及组织水平上的检测，目前在国内外已取得诸多研究成果。

Sun T, et al. Acetylation of Beclin 1 inhibitsautophagosome maturation and promotes tumour growth. Nature Communications,2015, doi: 10.1038/ncomms8215. Shabala L, et al. Exposure of colonic epithelialcells to oxidative and endoplasmic reticulum stress causes rapid potassiumefflux and calcium influx. Cell biochemistry and function, 2012, 31(7):603-611.（结肠癌细胞）

Yang L,et al. Uncoupling of K+ and Cl-transport across the cell membrane in the process of regulatory volumedecrease. Biochemical Pharmacology, 2012, 84 (3): 292-302.（鼻咽癌细胞）

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灵芝可用来改善肥胖150706

6月23日，来自台湾长庚大学的学者Lai Hsin-Chih在《Nature Communications》上发表了一项最新研究进展，他们通过动物实验首次发现灵芝能够调节小鼠肠道菌群生态，改善肥胖。研究发现，灵芝提取物可以诱导高脂肪饮食导致的肠道微生物失衡的逆转和体重降低，同时又保持了肠道屏障的完整性。这是灵芝首次被发现有益生和降低体重的功能。

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NMT潜在创新应用

研究表明，高脂高糖膳食足可以改变肠道菌群的结构并使得组织Cl-发生丢失（Zhang J, et al. Fems Microbiology Ecology, 2014, 88(3): 612-622.）。尽管上述研究发现了灵芝的减重功效，但菌群对肠道在生理水平上的影响仍鲜有报道。目前，国内研究人员利用NMT在肠道疾病药物机理上的研究已取得了诸多成果（Xu J, et al. British Journal of Pharmacology, 2012, 165: 197-207.），同时，旭月公司将于8月份举办“非损伤微测技术在中医药研究领域的应用思路”专题培训班，敬请关注。

ChangC, et al. Ganoderma lucidum reducesobesity in mice by modulating the composition of the gut microbiota. NatureCommunications, 2015, doi: 10.1038/ncomms8489.

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去青岛看草原？那是浒苔！150713

台风“鸿灿”作为近年来第二个直接登陆中国大陆的台风，引起了国内民众的极大关注。在青岛，随着“鸿灿”的到来，漂浮在近海的浒苔也被带到了海岸沙滩，各大海水浴场也随之关闭。

2008年北京奥运会前夕，青岛奥帆赛场海域出现的大量浒苔曾让我们为帆船比赛能否顺利举行捏了一把汗。彼时，旭月公司受邀携非损伤微测系统紧急赶赴青岛，进行浒苔生长机理的量化研究，为浒苔的控制和清除提供决策依据。

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联想与创新：

截至2015年，国内外利用非损伤微测技术（NMT）研究藻类所发表的SCI文章中，材料已经包括水绵、伞藻、大叶藻、硅藻等，特别是在硅藻的研究中，提出了藻类污染治理研究的新思路——— Ca2+流速指标（Yang, C., et al. Marine Pollution Bulletin,2014, 88(1-2): 62-9.）。此外，海藻作为琼胶的来源，其生长机理研究也颇受关注，国内学者也正在利用NMT进行初步研究。近日，旭月公司应各大院校的科研需求，推出NMT活体藻类工作站，欢迎咨询。

YangC, et al. Indole derivatives inhibited the formation of bacterialbiofilm and modulated Ca(2+) efflux in diatom. Marine pollution bulletin, 2014,88(1-2): 62-9.（硅藻）

LinA, et al. Simultaneous measurements of H+ and O2fluxes in Zostera marina and its physiological implications. Physiologia Plant,2012, 148(4): 582-589.（大叶藻）

PorterfieldDM, et al. Single-cell, real-time measurements of extracellular oxygenand proton fluxes from Spirogyra grevilleana. Protoplasma, 2000, 212(1-2): 80-88.（水绵）

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中国学者发现微生物可控进化新方法150720

胁迫抗性是工业微生物的重要属性之一，而对工业微生物胁迫抗性的改造中，无论是单基因还是双基因改造，效果均不理想。2015年6月30日，《Biotechnology for Biofuels》在线发表了中科院微生物所的最新研究。研究利用前期已开发出的基因组复制工程辅助的连续进化技术（GREACE），在2个半月内就将大肠杆菌对丁醇的最低耐受浓度提高了56%，实现了复杂生理性状的人工控制进化。

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NMT潜在创新应用：

现有研究已表明，附着TiO2纳米颗粒的黄孢原毛平革菌通过调节H+与O2流速，提升其对环境污染物的抗性。尽管前述研究为进化工程提供了一种可控进化新方法，但是，转基因微生物的抗性机制，特别是在分离子流速特征上的改变，不失为从基因组学研究深入至活体代谢组学研究的新思路。目前，国内学者利用NMT在微生物胁迫抗性机制领域的研究已卓有成效，欢迎您联系旭月公司，索取相关文献资料。

Zhu L, et al. Development of a stress-induced mutagenesis module forautonomous adaptive evolution of Escherichia coli to improve its stresstolerance. Biotechnol Biofuels. 2015, 8: 93.

Tan Q, et al. Physiological fluxes and antioxidative enzymes activities ofimmobilized Phanerochaete chrysosporium loaded with TiO2 nanoparticles afterexposure to toxic pollutants in solution. Chemosphere. 2015, 128: 21-27.（黄孢原毛平革菌）

Li T, et al. First cloning and characterization of two functionalaquaporin genes from an arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices. NewPhytol. 2013, 197(2): 617-630.（酵母细胞）

Zeng G, et al. Responses of Phanerochaete chrysosporium to ToxicPollutants: Physiological Flux, Oxidative Stress, and Detoxification. EnvironSci Technol. 2012, 46(14): 7818-7825.（白腐真菌）

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女性患阿尔茨海默症的风险是男性两倍150727

笔者生活的社区里，住着一位患了“老年痴呆”的老人，每次碰面，总会很礼貌的喊住我，倾诉着一些对她来说很是“紧迫”的事情，偶尔也会听到她漫无目的地呼唤着儿子的姓名，虽然儿子的家就在楼上。看着昔日养育自己的父母，如今像孩子一般，给人更多的却是心酸。

在美国，有540万人罹患阿尔茨海默症（Alzheimer disease，AD），其中约340万为女性。从数据上看，女性患AD的数量是男性的两倍，最新的研究成果也印证女性更易患AD的事实。一项研究发现，心智衰退可能是罹患AD的先兆，而有心智衰退早期症状的女性病情比同样情况的男性发展得快。另一项研究表明，对引发AD起关键作用的异常蛋白在女性大脑中累积的速度快于男性。

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NMT潜在创新应用

前期的研究显示，β-淀粉样肽作为AD最主要的致病物质之一，其致病机理与细胞的Ca2+、K+信号直接相关（Disterboft JF, et al. Ann NY Acad sci, 1989, 747: 1-8.）。NMT在AD的发病机理以及治疗思路上的研究结果表明，β-淀粉样肽扰乱了神经元Ca2+、K+的流速平衡，破坏了离子流速稳态，而更加全面深入的分离子流速机制却鲜有涉足。目前，国内学者利用NMT在神经领域的研究已从细胞水平深入至组织水平，旭月公司期待您的加入。

Roger S, et al. The Native Copper- and Zinc- Binding Protein MetallothioneinBlocks Copper-Mediated Aβ Aggregation and Toxicity in Rat Cortical Neurons.Plos One, 2010, 5(8): 1-11.

Lana S, et al. Prolonged Aβ treatment leads to impairment in the ability ofprimary cortical neurons to maintain K+ and Ca2+homeostasis. Mol Neurodegener, 2010,5: 30.

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竞技体育人种优势的颠覆150804

上周日晚，游泳队的孙杨完成了自由泳“四金”版图上的第一金，而在同一时间，国足依旧延续“恐韩症”，网络上“键盘党”们的热捧与唾骂，更是让人唏嘘。

游泳作为我国的非优势项目，能够战胜欧美人，的确值得骄傲，就如当初刘翔在黑种人的包围下异军突起一般。而国足几十年来在对阵同为亚洲对手的韩国队，一输再输，确是叫人抬不起头。黄种人与白人、黑人在身低素质上存在着客观差距，前者精于技巧，后两者擅长速度与力量。正是因为孙杨、刘翔在身体素质高出黄种人一筹的白人、黑人中博得一席之地，才吸引了无以计数的目光。

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NMT潜在创新应用

据报道，黑人的骨骼较其他人种普遍要长，尤其是臂展。在肌肉方面，黑人以白肌为主，爆发力强，白人以红肌为主，主攻耐力与对抗。同时，黑人的脚内肌肉强度远高于其他人种，脚跟腱长度也颇具优势。

NMT由于广泛地适用于各尺寸样品，特别是可直接检测组织，因而在医学、植物学、动物学等领域大放异彩。目前，NMT在肌肉组织的研究中，揭示了大脑动脉Cl-流速和肌原反应的关系、乙酰胆碱受体复合物通过改变平滑肌Ca2+流速从而影响其收缩性等一系列生理机制。此外，NMT还在小鼠跖骨的研究中发现骨骼是Ca2+交换的器官。可以看出，NMT已逐步将离体的细胞研究越来越多的引入活体组织研究，这也必将诞生更多的生物学新机制。

Joanne M, et al. Measurement of chloride flux associated with the myogenicresponse in rat cerebral arteries. Journal of Physiology, 2001,534(3): 753–761.

Leah C, et al. Muscarinic acetylcholine receptor compounds alter net Ca2+flux and contractility in an invertebrate smooth muscle. InvertebrateNeuroscience, 2003, 5(1): 9-17.

Marenzana M, et al. Bone as an ion exchange organEvidence for instantaneous cell-dependent calcium efflux from bone not due toresorption. Bone. 2005, 37(4): 545-554.

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Science：水杨酸在植物与根际微生物互作中起到重要作用150810

根部共生微生物可为植物提供诸多益处，包括提高对热、干旱、酸等环境压力的耐受力，帮助植物获取营养。但植物对地下微生物群落的影响，我们却知之甚少。2015年7月16日，《Science》在线发表了题为《Salicylicacid modulates colonization of the root microbiome by specific bacterial taxa》的论文。研究发现，拟南芥产生的水杨酸既帮助植物消除了一些病原微生物，同时提高了根际土壤中另一些有益微生物的丰度。

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NMT潜在创新应用

随着NMT的发展与普及，其在植物抗逆研究领域已逐步成为一项必备技术，在植物与微生物互作抵御干旱、重金属、盐胁迫等环境胁迫的研究上，已有众多研究成果发表。菌根通过调节H2O2、Ca2+流速提升枳抗旱能力、通过调节Na+/K+平衡提升杨树抗盐能力等新机制应运而生。在研究对象上，已经从对根组织的研究拓宽至直接对共生微生物进行检测。日前，旭月公司推出的活体根工作站随着根际微生物研究的迅速发展，受到了国内外学者的密切关注，我们欢迎您的加入。

ZouY, et al.Mycorrhiza-inducedlower oxidative burst is related with higher antioxidant enzyme activities, netH2O2 effluxes, and Ca2+ influxes in trifoliate orange roots under droughtstress. Mycorrhiza, 25(2):143-52.

Ma Y,et al. Ectomycorrhizas with Paxillusinvolutus enhance 1 cadmium uptake and tolerance in Populus × canescens.PlantCell Environ. 2014, 37(3): 627-42.

LiJ, et al. Paxillus involutus strainsMAJ and NAU mediate K+/Na+ homeostasis in ectomycorrhizalPopulus × canescens under NaCl stress.Plant Physiology, 2012, 159(4): 1771-86.

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植物先天免疫机制与分离子流速150817

近日，《Plant Cell》在线刊登了中科院遗传发育研究所在植物先天免疫研究中取得的最新进展。病原细菌在侵染植物时需要分泌一系列效应蛋白到宿主细胞内，通过作用于特定靶点，改变植物的生理活动，以利于细菌的入侵或定殖。本文在研究丁香假单胞菌效应蛋白AvrB作用机理时发现，AHA1对气孔保卫细胞运动的调控是通过产生一未知信号，促进茉莉素受体COI1与转录抑制子JAZ的相互作用并增强茉莉素信号通路来实现的。

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NMT潜在创新应用

在对效应蛋白AvrB的前期研究中发现，其通过与RIN4相互作用，正调控H+-ATPase AHA1的活性，从而导致气孔张开，以利于细菌的入侵。AHA1对气孔保卫细胞运动的调控是通过改变K+通道来实现的。上述研究中的茉莉素通过调节离子通道从而调控气孔的开度，国内学者已经通过NMT检测K+、Ca2+、H+的流速在生理功能水平上取得了直接证据。目前，国内的北京林业大学、河北师范大学利用NMT在气孔生理功能的研究上，已经走在了前列，前者更是率先将旭月IAA电极运用在茉莉素调节IAA信号通路的研究上，在SCI期刊上发表了国内首篇IAA流速检测文章。

Zhou Z, et al. An Arabidopsis PlasmaMembrane Proton ATPase Modulates JA Signaling and Is Exploited by thePseudomonas syringae Effector Protein AvrB for Stomatal Invasion.Plant Cell, 2015,27(7): 2032-2041.

Yan S, et al. The role ofplasma membrane H(+) -ATPase in jasmonate-induced ion fluxes and stomatalclosure in Arabidopsis thaliana. Plant Journal, 2015, 83(4): 638-649.（保卫细胞）

Hao L, et al. ExtracellularATP promotes stomatal opening of Arabidopsis thaliana through heterotrimeric Gprotein a subunit and reactive oxygen species. Molecular Plant, 2012, 5(4): 852-64.（保卫细胞）

Yan S, et al. MeJA AffectsRoot Growth by Modulation of Transmembrane Auxin Flux in the TransitionZonepaper. Journal of Plant Growth Regulation, 2015, doi/10.1007/s00344-015-9530-9.（IAA流速）

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侦察蚁能够引导搬运食物的工蚁回家150825

一种新型的安全廉价减肥手术150901

用“杂种”骂人，真的好吗？150907

日本福岛核泄漏的最新影响150914

Nature—居民能源气体污染物排放是造成国人过早死亡的罪魁祸首150921

“圣甲虫”面临的生存危机150928

吃外卖的你，还是常备一双筷子吧！151012

NMT与航空工业不得不说的事151019

NMT-基因与功能的桥梁151026

抛开剂量谈危害都是耍流氓!151102

Nature最新研究或可利用NMT进一步完善151109

都是融雪剂惹的祸151123