妊娠建立和维持的分子机制

国家重大科学研究计划项目"妊娠建立和维持的分子机制研究"实施近5年来,围绕"胚胎与母体相互作用决定妊娠结局的分子机制是什么?"这一核心科学问题,以"胚胎着床决定妊娠结局"这一全新理念为主线,在已有工作的基础上,利用多种转基因、组织特异性基因敲除小鼠模型和我国丰富的人类临床资源,集成和运用组学、遗传/表观遗传学、细胞/分子生物学等传统和新兴技术,在囊胚获得着床能力的分子基础、胚胎着床和子宫内膜—蜕膜转化的分子调节机制、胎盘发育与妊娠维持的调控、妊娠维持的免疫调节机制以及先兆子痫等妊娠疾病的发生机制等方面取得了重要进展,为我国胚胎着床和胎盘发育研究奠定了科学基础,为解决关键技术问题做出了贡献。本文对该项目的研究思路与主要研究成果做一介绍。     

免疫细胞多样性产生中蛋白质机器调控基因组稳定性的机制

基因组编码的遗传信息是生命活动的基础,生物体进化出多套DNA损伤应答通路维持基因组稳定性。而"祸兮福之所倚",特定体细胞基因组的程序性异变又能赋予这些细胞新功能。获得性免疫系统中受体基因多样化是免疫细胞识别各类病原体的分子基础。在免疫T和B细胞发育中,重排酶RAG及脱氨酶AID在受体基因簇起始DNA损伤,这些程序性DNA损伤被易错修复解读为多样化的序列,最终造成受体分子多样化。免疫细胞受体基因多样化过程中,DNA损伤应答蛋白质机器维持基因组稳定性的分子机制是目前的研究热点也是相关免疫疾病诊疗的迫切需求。本项目将聚焦于免疫受体基因簇上程序性DNA损伤的应答通路抉择、空间调控机制以及淋巴瘤发生中基因组不稳定性产生的病理机制,发展癌症基因组染色体易位测序方法,探索在体外培养细胞中重现B细胞受体即抗体多样化的新技术。     

鸟类起源研究取得重大进展

鸟类起源于兽脚类恐龙的假说得到了广泛承认,但鸟类起源研究方向依然存在许多薄弱环节,主要包括鸟类手指同源问题、兽脚类分异时间框架问题以及羽毛起源和早期演化的一些问题。我们近年来在这些问题上取得了一系列重要进展。化石资料显示,兽脚类恐龙在向鸟类进化当中,其外侧两指退化;而现代发育学证据表明,鸟类手指是两侧退化,保留了中间3指。我们通过研究新疆侏罗系地层中发现的泥潭龙,提出了一种外侧和两侧退化模式结合的新假说。该假说可以解释古生物学与发育学资料之间的矛盾。我们报道的一件产自辽宁中上侏罗统髫髻山组的近鸟龙化石,代表了早于始祖鸟的带羽毛的物种,我们提出了包括鸟类在内的主要兽脚类恐龙类群出现于中侏罗世的一个快速演化事件,解决了有关鸟类兽脚类恐龙起源假说的时间悖论问题。我们报道了在北票龙化石中发现的一种新的原始羽毛类型,给出了发育学解释,推测羽毛起源的时间可能在三叠纪中期,对于羽毛起源和早期演化研究具有重要意义。     

控制肝脏组织发育、再生重塑与大小的关键蛋白质机器

肝脏损伤、功能衰竭及肝癌等疾病是我国重大健康问题,它们的发生发展与肝脏再生重塑及大小调控异常密切相关。针对肝脏发育、再生及大小控制机理的基础研究对于解决上述重大肝脏疾病的临床需求具有重要意义。前期研究发现Hippo信号通路在调控细胞增殖及分化、干细胞命运等方面起着关键作用,而Hippo通路的失调可导致肝脏等器官发育和大小异常,严重影响受损组织再生与重塑,或导致肿瘤迅速发生。本项目拟以肝脏为研究对象,聚焦Hippo相关信号网络如何感知器官大小并适时调控细胞生长、分化与死亡以实现器官发育、再生重塑和器官大小控制这一关键科学问题,整合基础、临床、药学领域的先进研究技术,拟通过基因编辑、内胚层干细胞肝向分化、肝细胞移植和肝脏重建、肝脏损伤修复等模型、临床病理分析、蛋白结构解析和靶向药物设计等方法,深入探讨该通路失控导致肝脏发育异常、再生重塑障碍、癌症发生的致病机理,并提出靶向干预新策略。     

2009年度中国基础研究十大新闻简介

由科学技术部基础研究管理中心主办,《科技导报》、《中国科学基金》、《中国科学院院刊》和《中国基础科学》4家杂志承办的2009年度"中国基础研究十大新闻"评选结果于2010年1月13日揭晓。"北京正负电子对撞机重大改造工程通过国家验收"、"查明中国陆地生态系统的碳平衡状况"、"揭示A1型短指症致病机理"、"发现β-抑制因子-2复合体信号缺损可导致胰岛素耐受"、"实验证实诱导性多能干细胞具有发育全能性"、"发现金属钠在高压条件下可转化为透明绝缘体"、"阐明纳米孪晶纯铜极值强度的形成机制"、"高温铜氧化物超导体物性和超导机理研究取得重要进展"、"鉴别出与超级杂交水稻杂种优势相关的潜在功能基因"和"找到鸟类起源的一些关键证据"等10项由我国科学家完成或为主完成的重要研究进展入选2009年度中国基础研究十大新闻。     

语义网格的基础理论、模型与方法研究进展

国家重点基础研究发展计划(973计划)项目"语义网格的基础理论、模型与方法研究"针对互联网信息有效共享的基础科学问题进行了研究,旨在突破现有数据模型的局限,建立新的网络资源有效共享的模型、理论和方法。本文主要介绍了该项目启动3年来在建立语义资源空间模型的理论和方法方面取得的一些重要进展。     

造血干细胞发生、动员、扩增及内外调控机制研究的新进展

造血干细胞(HSC)是发现最早、在临床中广泛应用并一直起着范式作用的一类重要的成体组织干细胞。HSC研究被认为是整个干细胞生物学和再生医学的主要奠基学科之一。"十二五"期间国家重大科学研究计划(973计划)在干细胞领域设立了"HSC维持、衰老与再生的调控机制"的项目。项目组在过去的5年时间里建立了小鼠及人HSC研究的重要平台,并借此开展了有效的合作研究,取得了一系列创新性成果。本文围绕项目组的主要研究内容,从领域的研究背景、重要工作进展及其研究意义等进行简要综述。希望有助于学界和公众更好地理解HSC正常生物学功能及其在疾病中的重要作用。     

治骨质疏松的药还能治脱发

正英国曼彻斯特大学皮肤病学研究中心纳森·霍克肖团队进行的实验表明,治疗骨质疏松的药物"WAY-316606"具有刺激头皮毛囊发育的效应。此前有研究发现,用于治疗移植排斥反应和自身免疫疾病的免疫抑制药"环孢霉素-A"可促进毛发生长,但存在严重副作用。霍克肖团队对"环孢霉素-A"处理过的头皮毛囊进行全基因表达分析,发现这种药物抑制了"分泌型卷曲相关蛋白1"的表达,这种蛋白质可抑制包括毛囊在内的许多组织的发育。他们随后发现,治疗     

防癌抗老擦擦胸

人体的免疫器官有胸腺、骨髓、淋巴结、脾脏等。经过科学家多年的研究发现,胸腺是一个主宰免疫系统的器官,并夺得免疫中枢的桂冠。这是因为淋巴细胞刚从骨髓里生出来的时候,并没有免疫的战斗力,只有经过胸腺的加工,给它配备“枪支弹药”,才能挑起“免疫”的重任。胸腺位于胸骨后面、纵隔的前方,呈一对颜色灰红、质地柔软的长梭状腺体。在性成熟前,能成倍     

人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片研究进展

本文基于国家重点研发计划"量子调控与量子信息"重点专项"人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片"项目的研究成果,介绍了项目在光子态的产生及其多维度调控、人工微结构中新奇量子和类量子效应研究、全固态光量子信息处理单元器件以及功能集成的有源光量子芯片等方面取得的最新研究进展,并展示了其相关的应用前景。     

调控染色质高级结构的蛋白质机器的系统鉴定与机制研究

染色质高级结构及功能研究是当前生命科学领域的国际前沿热点。染色质高级结构决定了基因的正确表达,其异常通常伴随着发育畸形和癌症发生。迄今为止,染色质高级结构如何建立和维持、如何行使功能、其动态变化及其与基因、细胞功能的关系尚不清楚。本项目整合团队在染色质高级结构蛋白质机器的功能基因组学、染色质高级结构蛋白质机器的功能动态调控以及染色质高级结构蛋白质机器的结构与组装方面的优势,围绕"染色质高级结构的调控及功能"这一关键科学问题,从3个角度深入研究拓扑相关结构域的形成与功能相关的蛋白质机器,包括调控染色质高级结构蛋白质机器的系统鉴定、单细胞和全基因组水平上染色质高级结构动态调控的机理研究、染色质高级结构对基因和细胞功能调控的结构基础和分子机制。     

精原细胞向生殖干细胞和生殖细胞转化的机制研究

生殖干细胞是生殖细胞发育的早期阶段。生殖干细胞是一类特殊类型的成体干细胞,它不但具有干细胞的特性,还具有传递遗传信息的能力。本项目以阐明精原干细胞转换体系为中心,以研究精原干细胞向雌性生殖干细胞转换的机制为主线,揭示其复杂机制和探索其在性分化异常相关疾病机理研究中的应用。基于这一主线,我们首先根据前期研究结果建立了精原干细胞向雌性生殖干细胞体外转化体系,根据这一结果和技术平台以及前期研究已建立的体内转换小鼠模型,从表观遗传学、细胞代谢和细胞器重塑等角度揭示了精原干细胞向雌性生殖干细胞转化的机制。另一方面,利用已建立的体内转换小鼠模型和已建立的性分化异常疾病资源库和家系库等揭示了性分化异常及相关疾病发生机制。项目的实施为性分化异常相关疾病的防治提供理论依据和技术平台,为人类优生和出生缺陷的防治奠定基础。     

植物免疫与作物抗病分子育种的重大理论基础——进展与设想

植物病害严重影响农作物的产量和品质,是危及我国粮食安全的重大祸患,在防控过程中发生的农药滥用则危害食品安全。发展绿色、高产和精准的抗病新策略、培育推广作物抗病新品种是解决技术障碍的根本途径,而这方面工作的有效开展依赖于在植物免疫机制基础理论和抗病基因系统发掘方面做出重大突破。通过对模式植物拟南芥免疫机制的研究,本领域在理论体系和研究技术等方面均取得了重要突破。近年来,以水稻、小麦等作物为模式的抗病机制研究,直接为作物抗病分子育种提供了重要支撑,有力地推动了基础研究成果向实际应用的转化速度。面向学科基础前沿和抗病育种中的关键问题组织重大项目研究,将会为我国农业可持续发展和保障"舌尖上的安全"做出卓越贡献。     

新疆基础研究现状分析

"十一五"期间,新疆经过不懈的努力,基础研究实力明显增强,研究水平不断提高,自主创新能力有了一定的提升,形成了区域研究特色,在国内外相关研究领域产生了一定影响。本文从区域创新体系出发,通过对新疆研究项目、知识创造和转移及人才培养等进行介绍,探讨了新疆基础研究现状,分析了当前新疆基础研究存在不能满足区域创新体系功能定位等问题,并提出了"十二五"改善新疆基础研究发展及资助政策的若干建议。     

数据密集型、大数据与“第四范式”

基于概念的起源和演变,区分了"数据密集型"和"大数据"两个相互联系的概念;结合库恩的"范式"理论,分析了将"数据密集型"研究方法作为"第四范式"、并将其与"大数据研究方式"混用的逻辑矛盾以及由此带来的相关问题;最后从库恩的"范式"和"不可通约"两个概念出发,分析了"大数据"与"小数据"的关系,并且从"范式"的认识论意义和纲领意义两个方面,阐述了将大数据作为与小数据不同的科学范式所具有的积极意义。     

充分发挥基础研究对提升地方自主创新能力的作用

基础研究是科技创新的源头。"十二五"期间,湖南省以"规划、计划和项目"为抓手,促进基础研究与创新平台、团队有机结合;加强应用基础研究,为产业技术提供科学理论和前沿技术支撑;服务国家创新战略,在优势领域抢占科技制高点。"十三五"期间,湖南省基础研究将围绕产业和民生科技创新需求,突出地方特色,加强前瞻性和前沿性研究,深化基础研究计划改革,发挥基础研究在自主创新能力建设中的核心作用。     

古代丝织品病害及其防治研究

"古代丝织品病害及其防治研究"2001年被列入国家"十五"科技攻关计划项目.该项目由南京博物院、中国丝绸博物馆、西安文保中心、秦俑博物馆等单位承担.该项目在国家相关部委的关怀、指导下,发挥多学科人员的特长,以基础研究为重点,对古代丝织品病害造成的原因、老化机理、防治方法以及应用先进分析测试手段进行了大量实验研究,历经三年的努力,于2004年12月通过项目验收.     

香山科学会议第517、S23、518—521次学术讨论会简述

<正>2014年12月10日至2015年1月29日,香山科学会议陆续召开了主题为:"页岩气开发中的工程科学问题""紧凑型硬X射线自由电子激光装置及其应用""宇宙线起源的天文和物理交叉研究前沿""稀土资源的高效利用与稀土磁性材料和物理""水稻功能基因组研究的现状和未来"和"中医健康工程发展的瓶颈与对策"的第517、S23、518—521次学术讨论会。     

人类语言进化中的“适应”与“限制”

强调自然选择中的"适应性"与突出系统发生和发育中的"限制性"的生物学家之间长期剑拔弩张。在关于人类语言进化的辩论中这两种观点的对抗尤为明显。另有许多生物学家支持将"适应"和"限制"自然结合的"改良遗传"的观点。如今现代进化发育生物学研究以更加微妙和多元的方式为以上观点提供实证依据,以获得对人类语言潜在机制和原则的更加丰富的理解。     

信息科学和信息学：历史与发展、区别与统一

本文通过系统研究过去120—140年信息科学和信息学的起源与发展的相关历史,发现术语“信息”、“信息科学”和“信息学”出现于各种传统学科的信息研究中。并通过分析这些概念的发展趋势使我们提出下面建议:信息科学就是信息学,作为一门统一信息的科学,基于自身统一的信息概念和理论,它正在发展成为一门基础科学。