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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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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