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中国科学院上海巴斯德研究所研究员郝沛  这个冬天,对很多人而言,实在太冷。新冠肺炎,来势汹汹。无数科研人员在这场新冠肺炎防控科研攻关战中,夜以继日,和时间赛跑。  中国科学院上海巴斯德研究所研究员郝沛是其中一员。在这个寒冬,她和她团队的工作,犹如寒冬里的一剪梅,悄悄绽放。  发现“敌情”的侦察兵  “此项数据结果让我预感到病毒有潜在的高传染力。”郝沛说。  1月12日下午,郝沛在熬了整整一个通宵后,终于看到了团队分析的新发病毒全基因组数据结果。“通过对武汉的新型冠状病毒spike蛋白的结构模拟计算,预测新型冠状病毒spike蛋白可以与人ACE2蛋白结合,可能通过该机制感染人体上呼吸道表皮细胞。”  17年前的一段经历瞬间划过郝沛脑海。“那段经历让我学到了不少生物信息数据分析知识,也积累了不少经验”。2003年4月“非典”疫情暴发后,郝沛参与了SARS相关研究工作,负责数据分析。后来,她作为并列第一作者,先后在《科学》《国家科学院院报》等国际学术期刊发表了相关结果。  情况紧急,郝沛立即拿着数据结果与冠状病毒领域的专家们以及合作者开展了讨论。大家一致认为,数据结果可以为其他科研人员提供学术参考,也可以为科研人员了解此次病毒的起源、原生宿主,以及评估病毒在物种间或人类之间公共传播的风险提供帮助。在补充了新的数据之后,1月21日他们的数据结果以论文形式发布于《中国科学:生命科学》,引起广泛关注。  大年初一把娃送走的妇委主任  郝沛是科学家,也是一位母亲。谈到女儿,郝沛眼里流露出无限的爱意。她喜欢女儿画的《我们仨》,画里的妈妈眼睫毛特别长,方脸的爸爸戴着红色的领结。平日里,女儿喜欢吃妈妈做的葱油饼,牛轧糖。8岁的女儿聪明伶俐,热爱运动。小姑娘会打冰球,球龄5年,是近期热播的少儿燃动冰雪成长节目《大冰小将》里的小明星,人气指数比妈妈高。在网友眼里,她是“比男生还勇敢的小小美少女”。  对于这个特别假期的安排,郝沛对女儿有太多的歉疚。“16号完成论文递交后,按原计划陪女儿去东北滑雪,但是说是陪女儿滑雪,其实是去把女儿丢给了朋友。真的很感谢我的朋友们,不仅管饭、帮女儿看作业补功课,还坚持体育训练。”  1月25日,大年初一,为了能专心科研工作,郝沛毅然把闺女送到了朋友家照顾。“大过年的,女儿不在身边……”丈夫对于这样的安排流露出了遗憾。对此,郝沛沉默了。她的心里有更重要的事情放心不下。她也知道,在工作上,丈夫总是给她大力支持。  1月26日,大年初二,郝沛就到单位开始上班了,参加所里科研攻关组的工作,随时准备为研究团队做各种协调工作。因为疫情形势严峻,郝沛并没有让她研究团队里的科研人员到所里上班,让他们在家办公。  作为所里的妇委主任,郝沛尽心尽力组织开设瑜伽培训班、维护妈咪小屋、筹备妇女之家。今年3月8日妇女节,郝沛也惦记着所里的姐妹们。往年她组织所里的姐妹们一起看话剧,一起学化妆;今年的情况特殊,郝沛就给所里的姐妹们安排了实用版的“女神节”慰问品。  用初心温暖最冷的寒冬  “作为这个领域的科研人员要时刻保持警惕性和好奇心。”谈及科研初心,郝沛如是说。  郝沛所在的中国科学院上海巴斯德所,是2003年“非典”疫情之后,中国科学院为对抗传染病成立的研究所。这个初心也是整个研究所多年来不畏艰难、砥砺前行的动力。这也是中国科学院上海巴斯德所吸引郝沛的重要原因。“我是本土成长的研究员,我感谢上海巴斯德所给我独立成长的机会。”没有海外留学经历的郝沛心存感恩。  新冠肺炎疫情发生以来,中国科学院上海巴斯德所迅速行动,组建了科技攻关团队,所长、党委委员唐宏同志担任科技攻关临时党支部书记。  1月27日,大年初三,郝沛和中国科学院上海巴斯德所科研骨干一起在科技攻关《请战书》上郑重签上了自己的名字,《请战书》中写道:“我们愿为战胜新型冠状病毒疫情随时听候调遣,我们全体队员都义无反顾!”  “我们家,我爸爸和我都是党员,我是在上海交通大学读大二的时候入的党。”1月31日,大年初七,拥有25年党龄的郝沛积极响应研究所所党委的号召,递交了自己的“特殊党费”,为抗疫奉献“老党员”的一份深情。  病毒基因组自动化鉴定云平台(VIC)上线  “从年前至今,我们的工作一直没有停止。”对于最新的工作进展,郝沛介绍说,“我们和中国科学院上海营养与健康研究所共同开发了病毒基因组自动化鉴定云平台(VirusIdentificationCloud,VIC),直接对接人体样本的RNA二代测序原始数据,具有对数据全自动质量控制、拼接和病毒组成分析等功能,实现了快速检测样本中可能存在的包括新型冠状病毒在内的各种病毒,并在线分析其相对载量。”  郝沛表示,开发这个平台的目的是希望能够用擅长的生物信息学技术,协助医院机构很快作出专业判断。  “目前我们已经协助上海市公共卫生临床研究中心和上海交通大学医学院进行临床样本数据分析。我们还在改进流程,希望能基于这个流程构建病原大数据分析平台,在疫情过后对更多的病原微生物进行分析监测。”  对于新型冠状病毒的溯源研究工作,郝沛说:“我们在努力分析研究野生动物病毒结合受体的数据,模拟预测其病毒S蛋白接合的能力,从分子生物学角度筛选新冠病毒的中间宿主野生动物。”郝沛补充道,“我们也在搜集整理已经公开的相关野生动物的转录组测序数据,进行数据分析。”  疫情当前,科研不止。当初春的阳光透过法国梧桐树洒在科学大院的时候,郝沛和她的队友们坚信:总有云开日出时。  因为,春天的脚步已经到来。

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  说到工作记忆,很多人摇摇头,表示陌生。但对于电影《夏洛特烦恼》的这个片段,想必许多人记忆犹新。  夏洛:大爷,楼上322是马冬梅家吗?  大爷:马冬什么?  夏洛:马冬梅。  大爷:什么冬梅啊?  夏洛:……行,大爷,您先凉快吧。  事实上,电影中这位一个名字听了多遍仍记不住的“打岔”大爷,就是工作记忆不好的一个典型。  到底什么是工作记忆?用科学家们的表述,即大脑在秒级尺度内存储和操纵信息的一种基本认知功能。比如,在脑中进行数学运算、阅读、思考、语言的学习等。这些我们日常生活中经常使用到的能力就是工作记忆。  “工作记忆”的特点可以概括为:第一,时间短,存在的时间以秒级计;像电脑的缓存,如果信息不被使用,就会随着时间自然衰减。第二,容量有限,科学家们认为一般人的“工作记忆”长度是5至9个记忆单元。第三,抗干扰,存在并行信息或者无关干扰时,依然可以维持原记忆信息。  但大脑是如何在工作记忆中存储信息的呢?日前,《神经元》期刊在线发表的一篇研究论文给出了答案:中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)李澄宇研究组发现,瞬时性神经元,而非持续性神经元,是负责在工作记忆的过程中存储信息的关键组分。换句话说,在当前实验条件下,大脑更倾向于通过瞬时性编码的神经机制在工作记忆中存储信息。  “此前,经过大约半个世纪的研究,科学家认为,大脑在工作记忆中存储信息存在两种可能的神经机制:一、持续性编码;二、瞬时性编码。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员李澄宇介绍,前者认为,大脑只需要通过少量的神经元持续性放电就可以存储信息;而后者认为,大脑更倾向于调用大量的神经元通过瞬时性放电来存储信息。  虽然,前人基于电生理记录的相关性研究表明,这两种信息编码的方式均可能发挥作用,但仍没有研究直接比较这两种信息编码方式与工作记忆行为调控的对应关系。  向着未知的方向挺进,李澄宇带领团队综合应用行为学、光遗传、电生理等手段,对这一问题展开了深入研究。  初步的实验结果提示,瞬时性神经元,而非持续性神经元,与小鼠执行工作记忆的行为表现水平有更紧密的关联,即瞬时性编码的神经机制更有可能负责在工作记忆中存储信息。  事实果真如此吗?为进一步验证这一结论,研究人员又设计了一组实验。这组实验的基本逻辑在于,通过在工作记忆过程中人为加入不同的干扰性刺激,并监测瞬时性和持续性神经元与小鼠抵抗外部干扰刺激能力的关联性,进而推测是哪种神经元类群负责在工作记忆中存储信息。  结果显示,当小鼠成功抵抗较弱干扰时,瞬时性神经元的比例显著增加。相反,如果没能有效抵抗复杂的干扰性刺激时,瞬时性神经元的比例也没有出现相应上升。而在两组实验中,持续性神经元的比例都没有发生任何显著变化。  “这一结果提示,瞬时性神经元可以用于抵抗外部干扰性刺激,从而保证大脑能够准确存储任务相关信息,进而成功地执行任务。”李澄宇表示。  (原载于《经济日报》2020-03-0812版)

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  澳洲野犬既是澳大利亚特有的野生动物,却又非澳洲原产,它源自何处一直以来颇有争议。中国科学院两个不同科研项目近期分别完成的研究成果却“殊途同归”,均认为澳洲野犬的祖先是中国古代家犬。  中科院昆明动物研究所张亚平院士课题组牵头的国际团队,通过采集测序10只野生的澳洲野犬和2只新几内亚歌唱犬,并且收集97个家犬和灰狼的下载数据,组成109个全基因组测序数据集。基于全基因组证据,该团队研究揭示澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬,大约9900年前从中国南方出发,大约8300年前到达澳大利亚,并迅速野化。由于澳洲的特殊地理位置,澳洲野犬只会是由人类迁移澳洲携带过去,研究澳洲野犬的群体历史还能反映澳洲古代人群的迁移。张亚平团队称,大约9900年前至8300年前这个时间,早于南岛语系人群扩散的时间,可能是一次未知的古代人类到澳洲的迁移活动。  中科院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室付巧妹研究员团队与多家科研、考古机构及高校合作,完成中国古代家犬线粒体全基因组的研究结果显示,所获26例中国古代家犬线粒体基因组大多(18/26)属于A1b单倍型,可能与现生的澳洲野犬及太平洋岛屿殖民时代之前的家犬直接相关。该研究推测,A1b单倍型家犬可能曾广泛分布于长江黄河流域并占据主导地位,后期扩散到中国南方、东南亚、新几内亚、澳大利亚及太平洋的岛屿上,同样认为澳洲野犬的扩散早于南岛语系人群扩散的时间。  该研究称,中国古代家犬在约7500年前有一个明显的种群扩增,这与中国农业起源及人群数量扩张相吻合,也暗示着A1b支系的家犬可能迅速随农业人群的扩张到达整个长江黄河流域,并在可能的种群替代事件发生之前,有一些A1b类型家犬已成功向南扩散到澳大利亚、太平洋岛屿及向北扩散到东西伯利亚的极地地区。  至于两项研究在年代上的差异,付巧妹指出,“时间上没有冲突,我们古DNA研究中的年代是样品的年代,并不代表(澳洲野犬)起源时间”。  这两项研究,中科院昆明动物所王国栋研究员都是主要参与者之一,他接受中新网记者电话采访时表示,澳洲野犬群体起源及野化机制研究和中国古代家犬线粒体全基因组研究是两个不同的科研项目,前者重点方向还包括探索中国古代家犬在澳洲重新野化的过程,后者则侧重对家犬的遗传历史和扩散路线进行研究,两者的共同结论,就是从基因层面得出澳洲野犬起源于中国古代家犬的结论。  “这也不能说是意外结果,我们的合作者之一,瑞典皇家理工学院的PeterSavolainen通过线粒体数据分析提出过澳洲野犬的东亚起源假说。中科院这两个科研项目分别从现代基因组和古DNA的角度进一步发现澳洲野犬源自中国古代家犬,严谨一点,就是证实了它是从中国过去的最大可能性。”王国栋说。  据了解,中国古代家犬线粒体全基因组研究已经在《分子生物学与进化》在线发表,为明晰东亚地区家犬的遗传历史和扩散路线,后续还需要加入更多东亚地区和相邻地区的古代样品、特别是东亚南部样品,开展线粒体和核基因组研究。  澳洲野犬群体起源及野化机制研究成果发表于《自然通讯》,它既填补了澳洲野犬的全基因组研究空白,也为今后史前人群迁移和驯养动物野化研究提供了新的思路。

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  3月7日,“深海勇士”号载人潜水器从中科院深海所转运至三亚南山港码头,并吊装上“探索一号”船,后者将于3月10日出发,赴南海执行鼠年首个科考航次任务。  “深海勇士”号是中国继“蛟龙”号之后,第二台深海载人潜水器,是一台拥有自主知识产权的4500米级载人潜水器。在2018年年中结束试验性应用科考航次后,“深海勇士”号随母船“探索一号”开展多次科考行动。  截至2019年末,“深海勇士”号累计搭载675人次抵达大洋深处。2019年度下潜110潜次,平均深度2528.9米,水中平均时间8时57分,平均作业时间6时23分,运维团队共计解决故障161个,圆满完成所有科考任务。其中在西南印度洋热液科学考察航次中,创造了载人深潜史单航次下潜作业次数等一系列中国载人深潜作业的新纪录。  据介绍,“深海勇士”号装船后,将于10日从南山港拔锚出发,赴南海开展为期约20天的科考行动。  三亚南山港目前是三亚市唯一承载对外开放海运交通运输业务的海港,港区所在地崖州湾科技城是海南省推进自贸区(港)建设的先导项目,深海科技是该项目的重要板块之一。

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  暨南大学脑修复中心主任陈功团队开发了一种新型基因疗法,可在亨廷顿舞蹈症(HD)小鼠模型中再生新神经元来达到运动功能修复和生命延长。相关研究近日发表于《自然—通讯》。  在这项HD小鼠模型研究中,陈功团队报道了被NeuroD1和Dlx2AAV感染的纹状体星形胶质细胞中有80%直接转化为GABA能神经元,而其他的星形胶质细胞能够分裂增殖从而补充自身,不会发生胶质细胞的缺失。新转化而来的神经元都具有电生理功能,并且能够与其他神经元形成功能性突触连接。  他们进一步证明,新产生的神经元可以将它们的轴突投射到正确的目标区域,表明已经整合到了大脑神经环路之中。陈功说:“这项研究最令人兴奋的发现是在基因治疗后,HD小鼠不仅运动功能明显恢复,而且其寿命也显著延长。这种在脑内直接把胶质细胞原位转化为神经元的新型神经再生技术相比外源性干细胞移植方法具有很大的优势,不仅神经再生的效率很高而且没有免疫排斥反应。”  “这里值得一提的是,我们使用了腺相关病毒(AAV)载体来开发将来有可能用于治疗HD的新型基因疗法,因为AAV载体已经被美国FDA和欧洲EMA批准在许多临床试验中使用。”该论文第一作者吴政博士解释了采用AAV基因疗法的初衷。  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-14855-3

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