澳门新蒲京app下载:神州科学家第三次揭露病毒内部三个维度构造

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生物科学Top10
热点前沿的施引论文澳门新蒲京app下载 1

“研究发现,在基因组水平上,类似人类染色质、植物染色质也可以按照染色质交互状态活跃与否分为活化/失活两种类型区隔。”据李平华介绍,课题组在更高的分辨率下对植物染色体结构做了进一步解析,发现植物染色质在精确度更小的尺度上还可继续分出当地活化/失活区域。

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“冷冻电镜技术在生物大分子三维结构解析中的应用”研究前沿中施引论文Top
产出国家和机构

山东农业大学李平华课题组和香港中文大学钟思林课题组的合作研究团队,日前在重要作物大基因组染色质研究领域获得重大突破。近日,国际学术期刊《分子植物》发表了该项研究成果论文。

中国科学家首次揭示病毒内部三维结构 刘红荣正在介绍研究成果。 唐小晴
摄自人类对疾病认识进入后基因组时代以来,科学家一直试图测定病毒的内部三维结构,这一工作近日被两位中国科学家率先完成。9月18日,国际顶级学术期刊《Science》杂志发表了一篇题为冷冻电镜揭示双链RNA病毒内部聚合酶和病毒基因组的非线轴结构的论文。论文中,两位中国科学家首次将病毒的观察视角从衣壳深入到内部,改变了过去认为该类型病毒的内部基因组应呈线轴状排列的主流观点,亦用一种全新方法,开启帮助人类认知更多生物分子内部结构的大门。这两位科学家分别是湖南师范大学物理与信息科学学院教授刘红荣、清华大学生命科学学院副研究员程凌鹏。刊登在《Science》杂志的论文也是他们合作研究完成的。近年来,结构生物学家利用电子显微技术与X射线晶体学技术,已解析大量病毒衣壳的近原子分辨率三维结构,对衣壳蛋白分子结构形成了较为系统的认知,但对病毒内部的基因组及相关蛋白三维结构,迄今依旧一无所知。经刘红荣、程凌鹏两位科学家在病毒三维重构领域的10余年合作研究,他们最近提出了一种基于二维电子显微图像解析对称失配生物大分子三维结构的新方法,并运用这个方法首次解析一种源自昆虫的双链RNA病毒内部基因组,以及其RNA聚合酶的三维结构,发现该病毒内部结构呈现多层球状。刘红荣表示,他们此番取得的研究成果,首次求解了衣壳内部基因组及相关蛋白三维结构,向病毒学领域证明了衣壳内部的核酸与蛋白质结构是可解的,势必推进人类重新认知病毒。我们这个研究更多的还是方法学,属于基础研究,对人类疾病防控及药物设计存在潜在的应用前景。刘红荣透露,他们计划把取得成果的研究方法推广到其他的领域,尤其是生物大分子动态的三维结构研究。据悉,刘红荣于2011年从美国加州大学洛杉矶分校博士后出站归国后,赴湖南师范大学工作,其团队主要负责从事冷冻电镜、凝聚态物理及其交叉科学的研究工作,近年来获得国家自然科学基金等项目的资助,并在国内外一流学术期刊发表多篇学术论文。

2014 年,英国医学研究委员会分子生物学实验室的Sjors Scheres
等通过改进电子显微镜技术,成功获得了酵母菌的线粒体核糖体大亚基的图像,分辨率达到3.2
Å。2015
年,清华大学生命学院施一公教授研究团队在该前沿中贡献了两篇核心论文,首次在世界上揭示了分辨率高达3.4
埃的人体γ- 分泌酶的电镜结构,为理解γ-
分泌酶的工作机制及阿尔茨海默症的发病机理提供了重要基础。随后的研究分辨率逐步提高到
2.8 Å,2.6 Å和2.2 Å。2016 年,美国国家癌症研究所的Sriram Subramaniam
等科学家们发布的谷氨酸脱氢酶结构的分辨率甚至已经达到了1.8 Å。

该团队利用最新的高通量染色体构象捕获技术,通过对玉米、番茄、高粱、水稻和小米等主要作物的染色质空间结构进行研究,成功揭示了染色质三维结构与其表观遗传学修饰的关系。据介绍,染色质是真核生物遗传物质的主要载体,控制生物形态、生理和生化等特征的结构基因就排列在染色质上,其空间结构对基因表达调控、DNA复制和重组具有重要影响。“随着染色质构象捕获技术的发展,人们对染色质空间结构和生物功能有了深刻认识,但对于植物基因组空间结构的认识主要来自对模式植物拟南芥的研究。”李平华说。

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篇核心论文的Top 产出国家和机构

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《2017研究前沿》突出显示了等10个高度聚合的大学科领域中的100个热点前沿和43个新兴前沿。在143个前沿中,“冷冻电镜技术在生物大分子三维结构解析中的应用”是今年诺贝尔化学奖的主题,“双黑洞等双致密天体的形成及并合”与今年诺贝尔物理学奖主题引力波研究密切相关。

以下为大家介绍生物科学Top 10 热点前沿及重点前沿。

在《2017研究前沿》基础上,《2017研究前沿热度指数》评估了世界主要国家在上述前沿领域中的研究活跃程度。报告称,美国、中国、英国在这些前沿领域研究最为活跃。在10个领域中,美国在8个领域得分排名第一。中国在化学与材料科学领域和数学、计算机科学与工程学领域得分排名第一,显示出中国学者在这两个领域的研究前沿最为活跃。但中国在临床医学领域、天文学与天体物理领域和经济学、心理学及其他社会科学领域等3个领域得分较为靠后。

生物科学领域位居前10 位的热点前沿主要集中于RNA
相关研究和技术方法的突破与应用,前者主要包括环状RNA、mRNA 和lncRNA
等相关研究,技术方法的突破与应用包括冷冻电镜技术、3D
生物打印方法和脑结构的光学成像技术等。从研究内容上看,生物科学领域仍聚焦于生命科学与人类健康研究。相比其他领域,生物科学领域的热点前沿核心论文的平均出版年最年轻,均是2014
年以来。

重点热点前沿——基于高通量的染色质构象捕获及其衍生技术应用

9 个国家参与了该热点前沿的14 篇核心论文。其中美国贡献了13
篇核心论文,占该前沿核心论文总数的92.9%,遥遥领先于其他国家。法国和中国,分别以4
篇和3 篇核心论文位列第2 和第3
名。从核心论文的机构分布来看,美国和法国包揽了核心论文的Top
机构,其中美国麻省理工学院贡献了5篇核心论文,排在首位,法国国家科学研究中心、哈佛大学和霍华德休斯医学研究所均有4
篇。

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澳门新蒲京app下载,近几年来,随着高通量测序技术的发展,科学家开发出一系列在分子水平研究细胞核中染色质高级结构的新技术,推动了染色质高级结构研究的快速发展。其中,染色质构象捕获技术及其衍生技术成为当前应用广泛的技术,并推动染色质的三维空间结构重建和染色质的调控功能研究成为研究热点。该热点前沿与2016
年重点新兴前沿“染色质环接原理及染色体域结构进化”密切相关,具有一定的演进性。

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发展。2012 年Sjors Scheres 开发的RELION
算法能更有效地处理低信噪比的图像,成为单颗粒结构解析的利器,该核心论文成为该热点前沿被引最高的,被引频次达到414
次。对生物大分子结构的解析,不仅具有深远的基础意义,而且具有广阔的应用前景。通过对核酸、蛋白质及其复合物的结构解析,人们对它们的功能的理解更加透彻,就可以根据他们发挥功能的结构基础有针对性地进行药物设计,基因改造,疫苗研制开发,甚至人工构建蛋白质等工作,从而对制药、

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