2022中国农业科学十大进展发布 “基因”成高频词******
光明网讯(记者宋雅娟)12月16日,2022中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛在北京召开。论坛上发布了《2022中国农业科学重大进展》报告,该报告由中国农业科学院科技管理局和农业信息研究所科技情报分析与评估创新团队研制,遴选了10项能够充分代表2021年我国农业科技前沿研究水平、取得重大突破性进展的基础科学研究成果。
10项重大进展具体如下:
1.首次实现异源四倍体野生稻的从头驯化。提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略,突破了多倍体野生稻参考基因组绘制、遗传转化以及基因组编辑等技术瓶颈,建立了从头驯化技术体系;证明了异源四倍体野生稻快速从头驯化策略切实可行,对创制高产抗逆新型作物和保障粮食安全具有重要意义。
2.解析水稻品种适应土壤肥力的遗传基础。该研究鉴定到一个水稻氮高效关键基因(OsTCP19),阐明了土壤氮素水平调控水稻分蘖发育过程的分子机理,揭示了水稻对贫瘠土壤适应的遗传基础;为水稻氮高效育种提供了重大关键基因,对保障农业绿色发展具有重要意义。
3.首次绘制黑麦高精细物理图谱。该研究解决了黑麦基因组组装难题,绘制了黑麦高精细物理图谱,解析了黑麦染色体演化机制,鉴定了黑麦籽粒淀粉合成、抽穗期等关键基因;为麦类作物育种源头创新提供了独特基因资源。
4.实现杂交马铃薯基因组设计育种。该研究利用基因组大数据进行育种决策,建立杂交马铃薯基因组设计育种体系,培育了第一代高纯合度自交系和概念性杂交种“优薯1号”;证明了马铃薯杂交种子种植的可行性,推动了马铃薯育种和繁殖方式变革。
5.构建规模最大的猪肠道微生物基因组集。该研究通过对猪500个肠道样本开展深度宏基因组测序,并整合了已有的猪肠道菌群基因组,构建了规模最为宏大的猪肠道微生物基因组集;为猪强抗逆性、高生长速度、高饲料转化相关菌种挖掘和利用提供了重要资源。
6、揭示抗病小体激活植物免疫机制。该研究发现ZAR1抗病小体的钙离子通道功能,建立了钙信号与植物细胞死亡的联系,揭示了一种全新的植物免疫受体作用机制;为人工设计广谱、持久的新型抗病蛋白进而发展绿色农业带来了新启示。
7.揭示超级害虫烟粉虱多食性奥秘。该研究首次发现植物和动物之间存在功能性水平基因转移现象,揭示了烟粉虱“偷盗”寄主植物解毒基因,解析了广泛寄主适应性的分子机制;发现了昆虫多食性的奥秘,为害虫绿色防控提供了全新思路。
8.揭示光信号调控大豆共生结瘤机制。该研究解析了地上光信号与地下共生信号互作调控大豆根瘤发育的机制,证实了光信号对大豆根瘤形成及共生固氮的关键作用;揭示了豆科植物地上地下协同的新机制,为优化农业系统碳-氮平衡提供新策略。
9.首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成。该研究设计了化学和酶耦合催化的人工淀粉合成途径,实现了不依赖植物光合作用的二氧化碳到淀粉的人工全合成;使工业化车间制造淀粉成为可能,为实现“双碳”和粮食安全战略提供全新解决思路。
10.揭示脊椎动物水生到陆生的演化遗传机制。该研究鉴定到脊椎动物肺、心脏及四肢等器官的遗传变异与陆生适应有关,系统解析了脊椎动物在早期登陆过程中的遗传演化机制;揭示了脊椎动物从水生到陆生演化的遗传奥秘,为理解脊椎动物水生到陆生的演化提供了关键认知。
“新冠预测者”曹云龙:每年或现多个感染高峰 正研发新药以提高防治效率******
中新网北京12月28日电(韦香惠)不久前,《自然》杂志(Nature)公布了2022年度科学影响“十大人物”(Nature’s 10),北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)副研究员、北京昌平实验室领衔科学家曹云龙入选。
这一榜单旨在选出十位在过去一年间为重大科学进展做出重要贡献的人物。曹云龙的入选理由是,作为新冠预测者(COVID-predictor),追踪了新冠病毒的演化,并准确预测了新突变和新毒株的出现。
日前,中新网专访了曹云龙,就目前全球几种主要流行毒株的特点、奥密克戎致病性变化、以及感染防治策略等话题进行了探讨。
不同突变株每年可导致多个感染高峰
曹云龙介绍,国内现阶段主要流行的是BA.5.2和BF.7,二者都属于奥密克戎BA.5支系。他表示,我国大部分人群接种的是原始株疫苗,其诱导的体液免疫被奥密克戎突变株严重逃逸,加之多数人群接种疫苗已经一年以上,体内中和抗体水平下降,进一步削弱了预防感染的作用。
他提到,当感染BF.7之后,对BA.5和BF.7的中和抗体水平较高,短时间内不会再重复感染同一毒株。但是,与BA.5.2和BF.7相比,目前国际上主要流行的BQ.1.1、XBB等新毒株的免疫逃逸能力更强,即使是感染了BF.7,康复后产生的抗体对XBB等最新突变株的中和能力也较低。因此可以预见的是,国内BA.5.2和BF.7感染高峰过去后,不排除出现因BQ.1.1、XBB或者是其他免疫逃逸能力更强的毒株驱动的感染高峰。
以色列人群新冠重复感染率大型队列研究 受访者供图
在国际上其它地区,重复感染已司空见惯。曹云龙提供的数据表明,最新流行株如BQ.1.1和XBB的重复感染率已达到40%,并在持续攀升。他表示,今年绝大部分国家都经历了四波重大感染高峰,多为不同突变株所诱导,平均三个月一次。目前看来,国内也很难完全避免。
重点关注奥密克戎在高危人群中的致病性
曹云龙表示,现在看到的奥密克戎的致病性整体上下降,主要是因为疫苗接种的普及以及大量人群感染导致的免疫力增强。虽然疫苗和自然感染建立的免疫屏障不能有效防止感染,但可以减轻症状,所以看上去似乎是病毒的致病性下降了。但他强调,这并不能与病毒的天然毒性相提并论。
曹云龙提到,社会群体中还有很多无法接种疫苗或者接种后无法产生有效免疫应答的人群,例如免疫缺陷人群、高龄老人、以及肿瘤患者等,他们也是新冠感染后发生重症和死亡的高危人群,因此仍然需要监测奥密克戎在这些高危人群中的致病性。
他介绍,在美国、英国、日本等国家,奥密克戎已经造成极大的死亡和重症负担。例如,在英国,奥密克戎BA.1造成的总死亡人数与Delta相当,虽然从BA.1→BA.2→BA.5,死亡峰值呈现下降趋势,但累计的死亡总数并没有大幅度下降。而日本今冬疫情造成的重症人数和死亡人数已逼近历史记录且尚未出现下降趋势。
曹云龙表示,目前的疫苗对重症的预防效果都较好,提高老年人的疫苗接种率仍具有重要意义。对于不适合疫苗接种的人群,则需要探索其他应对策略。
日本过去两年每日新增新冠死亡人数变化 受访者供图
广谱中和抗体有望提高治疗和预防效率
曹云龙认为,如何让疫苗和抗体药物的研发周期跟上病毒进化的速度是后续需要解决的问题。
“一个抗体药物的临床开发往往需要半年到一年的时间,也就是它能够使得社会受益的前提是该抗体能够应对未来半年到一年后所流行病毒。”曹云龙表示,新冠病毒突变较快,且免疫逃逸特性强,如何挑选开发广谱抗体药物,使得药物研发跟得上病毒突变至关重要,也是目前研发能够高效预防感染的疫苗所面临的痛点。
曹云龙团队建立了新冠免疫逃逸突变位点预测模型。他表示,预测到未来新冠会发生的突变,可以提前挑选出不受这些突变影响的抗体药物进行临床研发。
目前,曹云龙团队已开发两个广谱中和抗体SA55和SA58。据介绍,这两个抗体是从接种新冠疫苗的非典康复者体内筛选的,其作用位点避开了人群免疫的优势免疫表位,使得其很难被逃逸。
“SA55在目前的人群免疫背景中几乎不存在类似抗体,也是目前唯一一个处于临床开发阶段并对目前所有已知的新冠流行毒株都有效的抗体。”曹云龙介绍,SA55和SA58正在开展临床试验,产品剂型包括注射剂和喷雾剂。其中,注射剂可用于治疗和长效预防中重症,尤其适用于老年人或免疫缺陷人群等不适合疫苗接种或免疫反应差的人群。
与注射相比,喷雾剂直接作用于上呼吸道,只需很低的剂量就可实现预防感染的作用。初步安慰剂随机对照试验数据显示,SA58喷雾剂用于暴露后预防对有症状感染的保护效率可高达80%以上。“SA55活性更高,预防效率预计更高,且所需剂量会更低、成本也会更低”。
曹云龙提到,SA55/SA58喷雾有望成为一款可供全民居家日常使用的新冠预防和治疗产品,目前正在准备进行更为严谨的双盲临床试验。
新冠鼻喷中和抗体使用示意图 受访者供图
“虽然不能保证SA55未来一定不会逃逸,但我和团队已经在开发其他候选抗体,如果SA55被新毒株逃逸,可以马上有新的抗体替补。”曹云龙表示,除了广谱抗体,他和团队后续还将研发广谱新冠疫苗,以解决现有疫苗面临的技术瓶颈。(完)