生命就像一部充滿奧秘的“天書”，而揭示其新奧秘，是生命科學研究的目標，這些研究能促進新技術的開發、醫學新突破和生物經濟的發展。19日，中國科協生命科學學會聯合體公布了2022年度中國生命科學十大進展。十項原創性突出、社會意義重大的科研成果入選，它們聚焦新冠病毒奧密克戎株是怎么在人體實現免疫逃逸的；全球變暖，水稻怎么才能抗高溫、不減產；心腦血管、糖尿病等疾病的治療有什么新進展等面向人民生命健康、世界科研熱點的問題，將對“生命天書”的解碼，又推進一步。
破解新冠免疫逃逸、水稻抗高溫、認識細胞等熱點難題
新冠病毒奧密克戎株不斷突變，在全球引起多輪疫情，這是當前每個人都關心的熱點問題。當前，解析新冠突變株的體液免疫逃逸機制，對于廣譜新冠疫苗和抗體藥物的研發而言，十分重要。在此次公布的十大進展中，北京大學謝曉亮、曹云龍團隊聯合中國科學院生物物理研究所王祥喜團隊和中國食品藥品檢定研究院王佑春團隊的研究，增進了對世界新冠疫情防控的科學認識。
他們率先報道了新冠奧密克戎及其亞型變異株的體液免疫逃逸特征與分子機制。首次解析了多種突變株的結構特征和感染特性，并詳細刻畫了新冠中和抗體的全表位分布和逃逸圖譜。
糧食安全關乎國之根本，水稻是我國的主糧之一，對水稻的研究歷來備受關注。隨著全球氣候變暖，極端高溫天氣會使水稻大量減產，加劇糧食安全問題。中科院分子植物科學卓越創新中心林鴻宣團隊與上海交通大學林尤舜團隊合作揭示水稻高溫抗性的新機制，又挖掘出水稻抗高溫基因，為作物抗高溫育種提供珍貴基因資源，有助于解決培育抗高溫作物品種這個當前亟待解決的問題。
我國科學家對小小細胞的研究，竟能吸引來自25個國家的190余個科研團隊參與？沒錯，這就是來自華大生命科學研究院汪建、徐訊團隊的研究。他們基于自主DNA納米球測序技術，研發了高精度大視場空間轉錄組技術，將認識生命的分辨率推進到了500nm的亞細胞級，相比過去同類技術，分辨率提升了200倍，視野大小提升了483倍。他們還聯合國內多個科研團隊，在國際上首次繪制了小鼠、果蠅、斑馬魚、擬南芥和蠑螈等重要模式生物迄今為止最高精度、最全面的時空基因表達數據集，并發現了過程中起關鍵調控作用的全新細胞類型，在國際上引起熱烈反響。
給心腦血管疾病和糖尿病患者帶來福音
對疾病的研究和治療歷來是生命科學研究的重點。在此次公布的十大進展中，多項研究分別聚焦心血管、腦血管、糖尿病等疾病的治療，給這些患者帶來福音。
我國心血管疾病患者有3.3億，而血液中膽固醇過多是主要危險因素。現有降脂藥雖能不同程度降低血脂，但存在一定的副作用和局限性。膽固醇在生物體內很難被降解，因而發現怎樣將膽固醇外排到體外，對于研發新的降脂藥具有重要意義。武漢大學泰康生命醫學中心宋保亮團隊研究發現，糖蛋白受體ASGR1缺失后，膽固醇被外排到膽汁內，進一步通過糞便離開機體。該發現為研發促膽固醇外排的新型降脂藥物指明方向。
在腦血管疾病治療方面，高復發是缺血性腦血管病防治的世界難題，但各國指南推薦的阿司匹林單一抗血小板治療效果有限，而疊加其他藥物的聯合抗血小板治療的臨床研究均因無效或增加嚴重出血風險而失敗，因此聯合治療曾被國際指南禁用于缺血性腦血管病。首都醫科大學附屬北京天壇醫院王擁軍團隊在國際上首次提出的阿司匹林疊加氯吡格雷的短程雙通道雙效應聯合治療方案改寫了歐美等多國指南。該方案可使復發風險相對降低23%，被評價為開啟了腦血管病基因指導治療的新時代。
糖尿病患者對二甲雙胍這種藥物都不陌生，它不僅是治療二型糖尿病的一線藥物，還具有抗腫瘤、延緩衰老等神奇功效。但其上市65年來，作用靶點始終是一個謎。廈門大學林圣彩團隊發現了一種被稱為PEN2的蛋白質是二甲雙胍的靶蛋白。重要的是，該研究不僅發現了二甲雙胍的直接作用靶點，而且還從分子角度勾畫出了二甲雙胍行使功能的路線圖。他們還篩選到一個能模擬辟谷效應（卡路里限制）的化學藥物（俗稱“辟谷精”），具有降糖、治療脂肪肝、延長壽命的效果。
人類早期胚胎發育、基因組等研究取得新進展
人類自身蘊藏著數不盡的生命科學奧秘——早期胚胎的發育如何啟動？人體的每個基因組都有什么功能？細胞如何清理錯誤折疊的蛋白質、損傷的細胞器等“垃圾”？對于這些問題，此次入選的科研成果取得了一些新進展。
在人類卵子受精后，早期胚胎起初基本處于轉錄沉默狀態，翻譯調控對于卵子成熟、受精及胚胎基因組激活都起到了重要作用。合子基因組激活作為生命的第一次基因表達，是胚胎發育啟動的標志性事件。然而人類合子基因組是如何激活的，長久以來一直是一個未解之謎。清華大學頡偉教授、山東大學陳子江院士與趙涵教授課題組，首次繪制了人類早期胚胎發育的翻譯圖譜。該工作解決了人類胚胎程序第一次是如何啟動的這一重大基礎科學問題，并且為未來治療不孕不育、改善輔助生殖技術提供了重要的理論基礎和研究工具。
人類基因組早被測序，但其功能至今鮮為人知，這嚴重妨礙了疾病診治。上海科技大學池天團隊，研發出顛覆性的“高通量、泛組織”基因功能解碼技術iMAP，能將小鼠基因的解碼速度提高至少100倍，并成功描繪了世界首張“擾動圖譜”，它展示了小鼠90個蛋白編碼基因分別在39種組織細胞的基本功能，未來會催生覆蓋全部基因和組織、解碼整部“生命天書”的“全景擾動圖”，后者將成為未來人們探索生命奧秘時必不可少的“世界地圖”。
細胞清理自身內部的“垃圾”，自噬起到了“清道夫”的功能——通過把細胞內錯誤折疊的蛋白質、損傷的細胞器等“垃圾”包裹在一個稱作自噬體的雙層膜結構，它們被運送到溶酶體，從而得以降解及回收。尋找決定自噬體形成的信號是自噬領域一個長期懸而未決的難題。中國科學院生物物理研究所張宏團隊發現，自噬誘導時，內質網表面發生鈣瞬變，并觸發一系列相關反應。這項研究極大地促進了人們對自噬分子機制的理解，并對探究內質網鈣失調導致的神經退行性疾病等有重要意義。
在漫長的生命進化過程中，每百萬年嚙齒類動物就會積累3.2至3.5種染色體重排，而靈長類動物也會積累1.6種染色體重排。這類事件如何在實驗室模式動物中進行模擬和研究？中國科學院動物研究所李偉、周琪團隊與中科院分子細胞科學創新中心李勁松團隊等首次實現了哺乳動物完整染色體的可編程連接，創建出一系列具有19對染色體的全新核型的實驗小鼠，在實驗室以人工設計的方式實現了自然界中經過數百至數萬年才能實現的核型演化事件，這項研究開啟了哺乳動物染色體遺傳改造的新領域。
來源：《光明日報》
