联想与创新

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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