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期刊信息/Journal information
中国科学（生命科学）
中国科学（生命科学）

王大成

月刊

1674-7232

life@scichina.org

010-64015399

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（生命科学）/Journal Science in China(Series C)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。
正式出版
收录年代

    接续努力,追求卓越,建设一流科技期刊

    曹晓风
    1页
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    蛋白类病毒感染失活剂:"遇敌即杀"的利器

    苏霄洁姜世勃陆路
    2-18页
    查看更多>>摘要：由包膜病毒,例如人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)及严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)等引发的传染病,对人类健康和全球公共卫生造成了很大的威胁.目前已有的抗病毒药物大多数通过作用于病毒入侵细胞时或进入细胞后的生活周期来抑制感染.这些药物在遇到游离的病毒时,并不能导致病毒失去感染性,而是等待病毒感染细胞后发挥抑制作用.蛋白类病毒感染失活剂是一类可直接作用于游离病毒并导致其失去感染性的抗病毒蛋白或多肽,其主要通过与病毒颗粒上包膜蛋白(envelope glycoproteins,Envs)中的一个或多个位点相互作用,引发病毒包膜蛋白功能丧失或病毒基因组释放等,从而使病毒失去感染性.值得注意的是,蛋白类病毒感染失活剂有望比传统的抗病毒药物具有更高的利用率,且在体内应用时比化学类失活剂更安全,因此越来越受到关注.本文选择一些研究较多的代表性病毒,重点介绍了HIV,SARS-CoV及SARS-CoV-2,登革病毒(dengue virus,DENV)及寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)的蛋白类病毒感染失活剂研究的最新进展,以及其用于紧急应对新发和再现病毒大暴发、大流行的潜力.

    包膜病毒包膜蛋白病毒感染失活剂新发和再现病毒新型冠状病毒

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    自噬在缺血性脑卒中过程中的作用及其调节机制研究进展

    李玥郑婉晴潘玲刘孟茹...
    19-29页
    查看更多>>摘要：缺血性脑卒中是一种严重的脑血管疾病,具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点.自噬是指细胞利用溶酶体降解受损细胞器和大分子物质的过程.缺血后脑内自噬被激活,然而自噬在缺血性脑卒中过程中的作用尚存争议.近年来,越来越多的证据提示自噬通过多种机制减缓了缺血性脑卒中损伤.本文回顾了缺血性脑卒中诱导自噬的主要病理因素,探讨了自噬在缺血脑内的作用及其机制,总结了缺血性脑卒中过程中自噬的调节剂,以期更新对缺血性脑损伤过程中自噬作用及其机制的认识,为相关抗缺血性脑卒中药物的研究提供新的思路.

    缺血性脑卒中自噬线粒体自噬

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    mRNA疗法的研究进展与挑战

    傅佳燕冯硕杜彬荷董海洋...
    30-49页
    查看更多>>摘要：信使RN A(messenger RNA,mRNA)是一种新的药物模式,可利用机体自身的翻译系统表达不同功能的蛋白从而用于多种疾病的治疗,被认为是可代替DNA和重组蛋白介导的疗法.伴随着mRNA体外合成、纯化与修饰技术的不断发展以及递送系统的优化,mRNA的稳定性、翻译效率表现出大幅提升,免疫原性也逐渐可控,这使得mRNA药物在癌症治疗、传染病预防、蛋白质替代疗法以及基因编辑等领域受到越来越多的关注.此外,mRNA药物生产周期较短、成本较低、可实现大规模生产,这些特征赋予了mRNA治疗平台巨大的发展潜力.本文综述了目前mRNA疗法应用于各类疾病临床前和临床研究的现状,并针对现阶段该领域新药开发的挑战与机遇进行讨论与展望.

    mRNA癌症治疗传染病预防蛋白质替代疗法基因编辑

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    植物交配系统与分子进化理论及其应用研究

    李玲玲王茜肖钰程祥...
    50-63页
    查看更多>>摘要：伴随着植物交配系统从异交向自交演化过程,植物花性状和基因组结构呈现自交综合征.本文系统探讨了形成有关综合征的理论基础与分子机制,分析了交配系统与不同进化过程互作基本理论.自交导致有效群体大小、突变率、重组率以及选择功效降低,但漂变效应、连锁不平衡等增强.这些理论较好地解释了同义和非同义突变相对比值变化、转座子数量变化、基因家族成员遗传相关性以及基因组结构特征.虽然分子标记被应用于交配系统参数估计,但交配系统研究与分子进化研究属于不同的研究领域,两者结合可形成一些重要生物学问题,如交配系统驱动与强化种间分子进化的作用模式、自交与异交植物分子进化模式差异、同种异质交配系统的群体间基因组结构差异等,澄清这些问题有助于深入理解交配系统在种内和种间分子进化过程中的作用.

    交配系统分子进化适应分化选择基因组结构物种形成

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    合成生物学应用于微生物群体感应的研究进展

    徐梅婷程珂珂曾艳华周进...
    64-81页
    查看更多>>摘要：细菌是一种单细胞生物,在自然环境中具有群体特征与组织化特性.群体感应信号(quorum sensing,QS)是细菌适应环境变化、调控基因表达和协调群体行为的通讯语言.QS系统广泛存在于各类微生物(细菌、真菌、古菌)并调控多种生理行为,包括生物发光、生物被膜(biofilm)的形成、毒力因子的产生和共生关系的建立等.然而,鉴于自然界中微生物群落结构的多样性和功能的复杂性,QS介导下的调控网络和生态机制依然存在未知领域.近年来,合成生物学的蓬勃发展为认识QS效应提供了新的契机.合成生物学在设计遗传元件库、组装生物装置、设计遗传电路和创建预见性群落行为等方面取得了卓越的研究成果;该方法也为研究QS在调节微生物群落的组成和功能上提供了重要工具.鉴于此,本文尝试对最新的进展作一综述.首先介绍了QS系统及其主要功能作用和信号传导途径;其次,讨论了如何利用合成生物学来设计QS过程信号通路和遗传电路,并减少感应通路的串扰;最后,评估了合成感应系统的方法以及该方法在微生物种内和种间通讯中的表现.本文旨在梳理合成生物学的先进理念,加深对基于微生物QS系统构建计算工具、调控种群密度和代谢流等方面的理解,拓展合成生物学手段操纵QS领域的应用范围.

    群体感应合成生物学信号通路遗传电路合成菌群

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    Hsp60C是果蝇精子分化与成熟所必需的线粒体分子伴侣蛋白

    肖天衡程丽萍徐宇君
    82-93页
    查看更多>>摘要：HSP60家族是从原核生物到真核生物均保守的分子伴侣蛋白家族,在蛋白稳态与细胞应激中发挥重要功能.HSP60在生物生殖发育中起着重要的作用,但在果蝇生殖发育过程中的调控机制与表达定位尚不明确.本研究通过RT-qPCR,Western blot和免疫荧光染色技术,发现果蝇Hsp60C为睾丸特异性表达,定位于各级生精细胞的线粒体衍生聚合体(Nebenkern)中.敲除hsp60C后,果蝇呈现出雄性不育,但在精子发生早期的减数分裂和精子变形均为正常,果蝇的存活及雌蝇育性也显示正常;hsp60C敲除果蝇的精子发生个体化阶段存在缺陷以致无法产生成熟精子,但睾丸过表达Hsp60C可以挽救敲除雄蝇的育性.深入研究不育果蝇的精子发生缺陷,发现hsp60C敲除的精子个体化阶段后线粒体存在形态结构异常.与w1118野生型对照相比,hsp60C敲除后睾丸中线粒体能量代谢相关基因转录本水平发生改变,并且伴有AMPK通路和JNK通路的激活.综上所示,Hsp60C作为线粒体分子伴侣蛋白在精子发生过程中起着重要作用.

    Hsp60C精子发生线粒体精子个体化分子伴侣Nebenkern蛋白稳态

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    基于网络和基因差异表达信息的癌症致病基因预测

    鱼亮任姝洁
    94-108页
    查看更多>>摘要：疾病致病基因的发现是基因组研究的重大挑战之一.近年,随着生物学数据的积累,许多研究人员利用计算方法进行致病基因预测.但其中大多都基于基因相互作用网络或其他相似性网络数据等,很少考虑特定基因的局部网络连接与它们的差异表达信息之间的潜在联系.本文基于基因相互作用局部网络结构和基因的差异表达信息探索癌症致病基因及其邻居基因的生物特性,并依据新发现的特性采用机器学习方法进行癌症致病基因预测.首先,从TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库和OMIM(Online Mendelian Inheritance in Man)数据库中获取21种癌症相关的基因表达数据及其致病基因数据,并依次将人类蛋白质相互作用网络和各癌症对应的组织特异性相互作用网络作为背景网络,分析不同生物学网络的邻域信息和患病前后基因表达的变化信息之间的潜在生物特性.接着基于发现的生物特性定义基因节点特征的向量表示方法,并采用支持向量机进行致病基因预测.实验结果通过ICGC(International Cancer Genome Consortium),COSMIC(Catalogue Of Somatic Mutations In Cancer),NCG(Network of Cancer Genes),OncoKB(Oncology Knowledge Base)等标准数据库和相关文献,以及疾病注释和通路富集进行验证.结果表明,根据发现的致病基因的特性进行基因特征定义,能够将癌症致病基因与其他基因进行区分,并为癌症致病基因预测提供有力假设,为相关生物实验提供可靠致病基因候选集,进而推动对癌症这一复杂疾病致病机理的研究.

    癌症致病基因相互作用网络差异表达信息特征的向量表示支持向量机

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    转录因子Nkx6.1对脊髓损伤后中间神经元和星形胶质细胞发生的影响

    杨爱芬杨婉青梅如意姜春霞...
    109-119页
    查看更多>>摘要：中间神经元作为连接感觉神经元和运动神经元的主要局部环路,在脊髓损伤后的病理变化及机体响应修复进程中扮演了至关重要的角色.同时,脊髓损伤后星形胶质细胞增殖和胶质瘢痕的形成是影响神经再生的主要因素,而产生星形胶质细胞的神经上皮细胞在早期神经元发生阶段也产生中间神经元,表明星形胶质细胞和中间神经元很可能来源于共同的祖细胞.在脊髓中,神经元和神经胶质细胞的分化受到转录因子的网络调控,特别是转录因子Nkx6.1,它对腹侧中间神经元祖细胞的命运决定至关重要,而脊髓损伤后Nkx6.1在脊髓星形胶质细胞形成中的作用还不清楚.本研究利用Cre-LoxP系统和Rosa26位点基因敲入的细胞示踪技术,在成体小鼠脊髓的不同神经前体细胞中特异性诱导敲除Nkx6.1,并导入番茄红素标记基因,同时构建打击型脊髓损伤模型.对野生型小鼠脊髓损伤组织切片进行免疫荧光染色分析后发现,损伤区域出现大量Nkx6.1+细胞.若条件性敲除小鼠脊髓室管膜细胞中的Nkx6.1,则损伤后的胶质瘢痕形成减少.进一步研究表明,Nkx6.1还可能通过调控Pax6在脊髓中央神经管的表达模式来抑制En1+中间神经元的产生.由此可见,Nkx6.1在脊髓损伤修复中起到重要作用,这为脊髓损伤的治疗提供了新思路和新靶点.

    脊髓损伤中间神经元星形胶质细胞胶质瘢痕Nkx6.1

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    季铵化介孔碳纳米球的合成及其在体内协同光热抗菌治疗

    冯闪张审马陇豫杨莹莹...
    120-130页
    查看更多>>摘要：细菌感染对人类健康造成了严重威胁,光热抗菌疗法(photothermal antimicrobial therapy,PTT)具有广谱抗菌、时空可控性、微创性和深组织穿透性等优点.然而,单一PTT治疗常常伴随着热损伤等副作用,影响治疗效果.协同光热疗法能够克服这个问题.本研究首先制备富含羧基的介孔碳纳米球(carboxy-rich mesoporous carbon nanospheres,CMCN),再共价接枝聚乙烯亚胺并进行季铵化(quaternary ammonium compound,QAC)处理制备得到CMCN-QAC复合材料.本研究分析了CMCN浓度和照射功率对温度的影响,评估其光热性能.接下来,采用平板涂布法和活/死染色等实验分析CMCN-QAC体外协同光热抗菌效果.最后,建立小鼠创面细菌感染模型并进行协同光热治疗.结果表明,CMCN-QAC在体内外均表现出优异的治疗效果和良好的生物相容性,体现了CMCN-QAC作为新型协同光热抗菌材料在治疗细菌感染领域的潜力.

    介孔碳光热治疗抗菌季铵盐协同治疗

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