生物物理研究所

近期，由中国科学院生物物理研究所和珠海市丽珠单抗生物技术有限公司（简称"丽珠生物"）联合研发的重组新型冠状病毒融合蛋白疫苗（项目代码：V-01），正式获得国家药品监督管理局（NMPA）临床试验通知书。新冠疫情发生以来，生物物理所积极应对新冠肺炎疫情防控工作，组织成立了疫情防控工作领导小组，积极组织团队开展抗疫科研攻关。生物物理所免疫治疗组（彭华研究员团队）研发设计的创新型新型冠状病毒融合蛋白疫苗取得重要突破，该疫苗创新性地融合了作为天然佐剂的全人源的细胞因子等免疫活性成分，以全面激活抗新冠病毒的免疫应答。在全球疫情最为紧张的时刻，生物物理所与丽珠生物迅速达成合作共识，依托生物物理所上述知识产权，共同开发V-01疫苗。临床前实验数据显示，V-01疫苗不仅能激发体液免疫，还能产生良好的细胞免疫应答，在上下呼吸道均产生抵抗新冠病毒感染的保护作用，显著降低肺组织病毒载量，明显改善病毒感染引起的肺部损伤。该疫苗属于新冠疫苗五条技术路线中的重组蛋白疫苗技术路线，可在 2-8℃冷链运输及长期储存。从获批开展临床试验到疫苗的最终上市使用，还要持续开展很多工作。后续生物物理所将面向人民生命健康，继续努力为新冠疫情防控贡献自己的力量。2020年热文精选1. 杯具了！满满一纸杯热咖啡中，满满的塑料微粒…2. 美英澳科学家《自然医学》再添力证：新冠病毒乃自然进化产物，或有两种起源…3. NEJM：间歇性禁食对健康、衰老和疾病的影响4. 一年内治愈失眠！研究发现：改善睡眠，你或许只需要一条沉重的毯子5. 哈佛新研究：仅12分钟的剧烈运动，能为健康带来巨大的代谢益处6. 第一项人类干预试验：在大自然里“摸爬滚打”28天，足以提高免疫力7. 垃圾食品是“真.垃圾”！它夺走了端粒长度，让人老得更快！8. Cell解谜：不睡觉真的会死！但致死的变化不是发生在大脑，而是肠道…9. 《自然通讯》超大规模研究：血液中铁的水平是健康与衰老的关键！10. 不可思议！科学家一夜之间逆转动物“永久性”脑损伤，还让老年大脑恢复了年轻态…

如果用两个词来概括全国三八红旗手标兵、中国科学院生物物理所研究员阎锡蕴院士留给记者的印象，那就是优秀和优雅。阎锡蕴是全国政协委员，3月4日，她在驻地接受了记者采访。整齐蓬松的短发，不露痕迹的淡妆，只在翻领上绣着几朵橘色花的黑色外套，庄重中流露着女性的温婉和柔美。这位在工作中“认真得让人害怕”的科学家，交谈时却轻声细语，让人如沐春风。“怎么，工作中优秀的女人就得是雷厉风行的强人模样？”阎锡蕴笑了，“这些年我总会被问到如何平衡工作和生活，其实我觉得两者并不矛盾，完全取决于你用什么样的态度去看待它们。”对阎锡蕴而言，探索未知有一种神奇的魅力：“尽管困难重重，但是当你的科学设想被证实的时候，有一种窥破自然奥秘的喜悦;有时候实验结果出乎意料，却会带来意外发现，那种喜悦更加难以言说。”纳米酶的发现就是这样一个意外。当年，她带领团队发现了一个肿瘤新靶点CD146，在发展肿瘤诊断新方法时，他们遇到了一个奇怪的问题：磁纳米粒子竟然与过氧化物酶底物发生了反应。经过多次重复实验，这个情况仍然无法避免。此时，阎锡蕴想：难道这个惰性的氧化铁具有过氧化物酶的催化活性？随后，阎锡蕴团队用一系列严谨的实验证明了这个假说，成果发表在《自然—纳米技术》上。英国皇家化学会刊发表综述，认为这是酶学史上一个里程碑式的事件。“历史上有许多科学发现都始于偶然，这也正是科学研究的魅力所在。做学问要实事求是，要敢于坚持真理，也要善于想象和推理。”阎锡蕴说。并非命运偏爱阎锡蕴，在科研这条道路上，她经历过许多艰辛。阎锡蕴进入基础生物学领域完全是“半路出家”。1982年，她从河南医学院毕业后分配到中日友好医院工作，并被派到中国科学院生物物理所实习，这一年的实习让她体会到了科研的乐趣。于是，阎锡蕴就从基础理论开始学起、从最简单的实验开始做起。而这样的从头学起，阎锡蕴不止经历一次。1986年，她被公派到德国马普细胞生物研究所做访问学者，语言障碍、学术上巨大的差距，让她不得不从最基础的知识开始自学。“着急，也想家，难受得想哭。”阎锡蕴回忆，“但我哭不出来。与其自怨自艾，还不如抓紧时间学习。要不做出点成绩，怎么对得起国内的爱人和女儿!”如今，阎锡蕴收获了很多荣誉：2012年，纳米酶研究入选年度中国十大科学进展;2015年，纳米酶的应用研究获Atlas国际奖，同年，她当选为中国科学院院士，亚洲生物物理联盟主席，是该组织有史以来首位女主席……但阎锡蕴多次说过，在所有的奖状、奖杯中，自己最珍视的是“中科院五好家庭”纪念杯。“我非常感谢我的丈夫和女儿，家庭是我最温暖的港湾。”阎锡蕴说，家务活是繁忙工作的最好的“调节剂”——换季的时候更换窗帘，为自己和爱人搭配衣服，下厨烹饪，甚至扫地、擦灰在她看来都是健身。她还告诉记者一个让家务活变得有趣的小窍门——创造性劳动：“比如切西瓜，我把西瓜切成西瓜船，切着有趣、吃着也有趣。”“工作和生活从来不是矛盾体，女性可以很优秀，很有趣，同时也很优雅。”阎锡蕴说，“而努力与坚持，就是通往优秀和优雅的唯一道路。”

马克斯·普朗克生物物理研究所研究人员发表在《自然通讯》上的研究论文，进一步揭示了冠状病毒SARS-CoV-2的结构。如图所示SARS-CoV-2病毒的表面，刺突蛋白的分子半透明显示以强调其复杂的空间结构。自大流行开始以来，全世界的科学家一直在努力精确表征新型SARS-CoV-2病毒。只有详细了解病毒的结构和复制方式，才能确定有效抗病毒药物和疫苗的靶标。马克斯·普朗克研究所都在研究SARS-CoV-2直至原子级的结构，为该流行病病提供宝贵的见解，来自基础的研究有帮于开发新的药物。虽然针对SARS-CoV-2的疫苗已经在世界范围内开始接种，但仍没有有效的药物来治疗大流行近一年的新冠病毒。用于其它感染的抗病毒药物无效或不足。即使是病毒的结构和功能上的最小差异，也会对药物的有效性产生相当大的影响。因此，马克斯·普朗克研究所的科学家密切研究SARS-CoV-2的表面结构，以及病毒在受感染细胞中复制的过程，目的是寻找可能的疗法的新靶标。研究人员详细研究刺突蛋白的结构。病毒需要这种表面蛋白才能感染细胞。刺突蛋白与人细胞的ACE2受体结合。病毒然后与细胞膜融合，并将其遗传物质释放到细胞内部。但是，刺突蛋白在病毒表面的暴露位置也使其成为免疫系统的重要靶标。因此，这是疫苗和抗病毒治疗剂开发的重点。在低温电子显微镜的帮助下，研究人员以接近原子的分辨率破译了蛋白质的结构。基于此结构数据，随后在计算机模拟中分析了刺突蛋白在其自然环境中的特性。研究人员得出了一些令人惊讶的结论：将蛋白质锚定在病毒表面上的茎被证明具有出乎意料的柔韧性。研究人员解释说：“蛋白质可能需要这种运动性才能与靶细胞上的受体最佳结合。”分析还表明，抗体可以与刺突蛋白的上部很好地结合，而蛋白的其它部分则附有糖链，以保护它们免于被免疫系统识别。研究人员解释说：“有了这些知识，我们现在可以确定可能是疫苗或治疗性抗体靶标的区域。”该研究重点之一是病毒在细胞中的复制。研究人员在研究RNA聚合酶（遗传材料的“复制机”）方面拥有多年经验。研究人员解释说 “大流行爆发后，我们开发了一种独特的方法来使分子细节在很短的时间内可见”。研究团队在记录时间内确定了SARS-CoV-2 RNA聚合酶的结构。现在，对SARS-CoV-2聚合酶的确切了解使得有可能密切研究其与抗病毒剂的相互作用。在抗病毒感染中，药物瑞德西韦（Remdesivir）用于抑制病毒聚合酶，它是欧盟唯一批准用于治疗新冠的药物，但是它的作用很小。该研究表明，将瑞德西韦合并到RNA链中会抑制RNA聚合酶。但是，这种抑制作用不是永久的。因此，瑞德西韦只能减慢病毒的复制速度，而不能完全阻止病毒的复制。研究人员说：“我们正在深入了解这个机制的细节。这反过来又使我们对这个疾病有了更好的了解。”参考：Structure of replicating SARS-CoV-2 polymerase,(2020).DOI: 10.1101/2020.04.27.063180. Mechanism of SARS-CoV-2 polymerase stalling by remdesivir,Nature Communications(2021).DOI: 10.1038/s41467-020-20542-0

为了加快新冠肺炎科研步伐，4月21日消息，百度通过公益基金会向中科院生物物理研究所资助AI算力资源，用于支持“针对新冠病毒的药物筛选”项目的研究，共同推动疫情防控及防治工作。中科院生物物理研究所娄继忠研究员表示，北京百度公益基金会捐赠的云服务算力将用来进行新冠病毒的虚拟药物筛选以及病毒蛋白质的动态分析，结果将为候选药物的实验筛选和临床应用提供有利信息，为中国乃至世界新冠病毒疫情防治提供助力。新冠状肺炎疫情正在对中国和全球产生巨大影响，更快地在药物研究方面取得进展对人类具有重要意义。因此，百度与中科院生物物理研究所展开合作，通过百度智能云向中科院生物物理研究所资助AI算力，更好地发挥中科院生物物理研究所领先的科学研究实力，尽快攻克病毒研究的重点难点问题，缩短药物筛选周期，在保证安全性和有效性的前提下，早日成功研发药物战胜病毒。在疫情爆发初期阶段，百度1月26日宣布，投入资金、技术、资源设立总规模3亿元人民币的疫情及公共卫生安全攻坚专项基金，持续驰援疫情防控。疫情期，百度多措并举助力抗疫，如支持新型冠状病毒等新疾病的治愈药物筛选、研发，推出多款智能防疫产品，以及更长期的社会公共卫生安全信息科普和宣传、管理和防范等。百度内部专门成立科研工作组，调集人工智能专家、算法工程师利用AI和大数据等能力助力抗击疫情、提升防控管理效率。中科院生物物理研究所与百度技术团队进行了多轮技术沟通，百度将为合作提供AI算力等支持。当前疫情防控仍处关键时期，快速研发出有针对型的药物才能收获抗击疫情的最终胜利。百度愿意将自己领先的AI算力资助给更多的科研机构，共同加速新冠肺炎疫情以及药物的科学研究步伐。

IT之家 4 月 3 日消息 据中国科学院网站，中国科学院院士、生物物理所研究员徐涛课题组与研究员纪伟课题组在 Nature Methods 上，发表了题为 Molecular-scale axial localization by repetitive optical selective exposure 的研究论文，提出一种轴向单分子定位成像新技术，并研制出新型干涉定位显微镜（ROSE-Z），把单分子定位成像的轴向分辨率提升到纳米尺度。▲ ROSE-Z 对微管中空结构解析 | 图源：中国科学院网站IT之家了解到，课题组在 2019 年突破单分子定位显微镜侧向分辨率后的延伸研究（Nature Methods），继上个工作把侧向分辨极限推进到 3 nm 后，该工作通过引入非对称干涉光路，进一步在新的维度上突破了轴向分辨率的极限，比传统的柱面镜成像方法提高 6 倍以上定位精度。据介绍，利用 ROSE-Z 显微镜，团队对细胞样品进行了纳米精度三维双色成像，并验证了细胞厚样品成像能力，证明该方法具备优异的轴向分辨率及操作便捷性，可促进细胞纳米结构的研究。

为了加快新冠肺炎科研步伐，4月21日消息，百度通过公益基金会向中科院生物物理研究所资助AI算力资源，用于支持“针对新冠病毒的药物筛选”项目的研究，共同推动疫情防控及防治工作。中科院生物物理研究所娄继忠研究员表示，北京百度公益基金会捐赠的云服务算力将用来进行新冠病毒的虚拟药物筛选以及病毒蛋白质的动态分析，结果将为候选药物的实验筛选和临床应用提供有利信息，为中国乃至世界新冠病毒疫情防治提供助力。新冠状肺炎疫情正在对中国和全球产生巨大影响，更快地在药物研究方面取得进展对人类具有重要意义。因此，百度与中科院生物物理研究所展开合作，通过百度智能云向中科院生物物理研究所资助AI算力，更好的发挥中科院生物物理研究所领先的科学研究实力，尽快攻克病毒研究的重点难点问题，缩短药物筛选周期，在保证安全性和有效性的前提下，早日成功研发药物战胜病毒。在疫情爆发初期阶段，百度1月26日宣布，投入资金、技术、资源设立总规模3亿元人民币的疫情及公共卫生安全攻坚专项基金，持续驰援疫情防控。疫情期，百度多措并举助力抗疫，如支持新型冠状病毒等新疾病的治愈药物筛选、研发，推出多款智能防疫产品，以及更长期的社会公共卫生安全信息科普和宣传、管理和防范等。百度内部专门成立科研工作组，调集人工智能专家、算法工程师利用AI和大数据等能力助力抗击疫情、提升防控管理效率。中科院生物物理研究所与百度技术团队进行了多轮技术沟通，百度将为合作提供AI算力等支持。当前疫情防控仍处关键时期，快速研发出有针对型的药物才能收获抗击疫情的最终胜利。百度愿意将自己领先的AI算力资助给更多的科研机构，共同加速新冠肺炎疫情以及药物的科学研究步伐。

光学显微镜自1590年由荷兰詹森父子创制伊始，即成为生命科学最重要的研究工具之一。进入21世纪，借助荧光分子，科学家将光学显微镜的分辨率提高了一个数量级，由约一半光波波长（250 nm）拓展至几十纳米，并兴起了超高分辨荧光成像技术，用于“看到”精细的亚细胞结构和生物大分子定位，相关工作荣膺2014年诺贝尔化学奖。9月9日，Nature Methods 杂志在线发表了中国科学院院士、中国科学院生物物理研究所研究员徐涛研究组与科学研究平台正高级工程师纪伟研发团队合作的研究论文，题为Molecular resolution imaging by repetitive optical selective exposure，为超高分辨光学显微镜家族再添新成员，使显微镜分辨率进一步被突破。该工作提出了一种基于激光干涉条纹定位成像的新技术，并据此研制出新型单分子干涉定位显微镜（Repetitive Optical Selective Exposure, ROSE），将荧光显微镜分辨率提升至3 nm以内的分子尺度，单分子定位精度接近1 nm，可以分辨点距为5 nm的DNA origami（DNA 折纸）结构。所谓干涉定位，是指采用不同方向和相位的激光干涉条纹激发荧光分子，荧光分子的发光强度与其所处条纹的相位有关，该技术即是通过荧光分子强度与干涉条纹的相位关系，来确定荧光分子的精确位置。为降低单分子发光时的闪烁和漂白对亮度和定位精度产生的不良影响，研发团队对显微镜光路进行了创造性的设计，分别为：基于电光调制器的干涉条纹快速切换激发光路，基于谐振振镜扫描的6组共轭成像光路，两种光路的同步实现了高达8 kHz的分时成像，确保在相机的单次曝光时间里把每个单分子发光状态均匀分配给6个干涉条纹，有效避免了荧光分子发光能力波动对定位精度的干扰。研发团队利用该技术对不同荧光位点间距的DNA origami阵列进行验证测试，证明干涉成像分辨率达到了3 nm的分子水平，可以解析5 nm的DNA origami阵列。后续的细胞实验结果显示，该技术在免疫标记的微管、CCP（clathrin coated pits，网格蛋白有被小窝）以及较致密的细胞骨架成像时展现出良好性能，该技术将为进一步解析精细亚细胞的组分和生物大分子的纳米结构提供有力工具。徐涛领衔的仪器研发团队近年来致力于显微成像仪器设备和技术方法的研究和开发，先后研制出偏振单分子干涉成像、冷冻单分子定位成像以及超分辨光电融合成像系统，开发了新的超分辨显微成像算法、探针和技术，申请了多项发明专利，上述成果被广泛应用于细胞生物学相关研究，支撑团队与合作者在该领域取得了系统性成果产出。徐涛和纪伟为该文章的共同通讯作者。该工作受到中科院科研仪器设备研制项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金以及北京市科技计划等的资助。生物物理所研制出分子尺度分辨率干涉定位显微镜中国生物技术网诚邀生物领域科学家在我们的平台上，发表和介绍国内外原创的科研成果。注：国内为原创研究成果或评论、综述，国际为在线发表一个月内的最新成果或综述，字数500字以上，并请提供至少一张图片。投稿者，请将文章发送至weixin@im.ac.cn。本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办近期热文直接点击文字即可浏览！1、补牙或将成为历史？2、科学你慢慢学，中医我先治病去了3、科学告诉你应该多久洗一次澡4、新证据：喝咖啡能延长寿命！5、据说，这是生物医学硕士博士生的真实的生活写照6、一顿早餐到底有多重要？7、情商也是把双刃剑！高情商或让你更脆弱8、施一公：压死骆驼的最后一根稻草，是鼓励科学家创业！9、“科学禁食法”真能降低重大疾病风险10、睡眠科学家揭示出8种睡好觉的秘诀11、有志者事竟成！2型糖尿病成功被逆转12、每周两半小时，任何形式的锻炼都可以使你更长寿13、喝醉以后，你以为睡一觉就没事儿了？！14、仰卧起坐等或将成为延寿运动？15、冥想、瑜伽、太极等不仅能够改善身心健康...

郭爱克，1940年生于辽宁沈阳，神经科学和生物物理学家，中国科学院院士，中国科学院生物物理研究所研究员。1965年毕业于莫斯科大学生物物理专业1979年获慕尼黑大学自然科学博士1982－1984年德国马克斯-普朗克生物控制论研究所访问学者1988年- 生物物理研究所研究员1990年评为中国科学院有突出贡献的中青年专家 2003年当选中国科学院院士2004-2006年度上海市劳动模范2006年获何梁何利“科学与技术进步奖”（生命科学奖）2006年3月当选“中国科学院先进工作者”2006年评为上海市科教党委系统优秀党务工作者 2007年度中国基础研究十大新闻“揭示出多巴胺-蘑菇体环路在果蝇基于价值抉择中的调控作用”2007-2010年基金委重点项目“以果蝇为模型，探索多巴胺系统介导的强化学习机制及其在抉择、成瘾和雄-雄求偶行为中的调控作用”2008年获亚太神经网络协会杰出成就奖2000-2005年973前沿领域项目“脑发育和可塑性基础研究”首席科学家2006-2008年973前沿领域项目“脑的结构与功能可塑性”首席科学家2011-2015年基金委重点项目“果蝇个体抉择与群体抉择的神经环路调控及神经遗传学机制的比较研究”2012- 中国科学院战略性先导科技项目（B类）：脑功能联结图谱研究计划首席科学家。研究领域果蝇学习记忆及抉择等认知功能的神经环路机制以果蝇为模式动物，从基因-脑-行为-认知相结合的角度，研究学习、记忆、注意、抉择、认知灵活性等高级脑功能的神经环路及神经联结网络图谱。开创了果蝇的基于价值的两难抉择研究；发现了果蝇在视觉和嗅觉之间跨模态的记忆协同和传递，以及基于先期知识和经验的视觉特征模式识别和逆向学习机制等。在视觉图形—背景相对运动分辨的神经计算原理、复眼的颜色和偏振光视觉的生物物理机制方面也有重要研究成果。代表论著：1. Tang Shiming, Guo Aike (2001) Choice behavior of Drosophila facing contradictory visual cues, Science, 294, 1543-1547.2. Guo Jianzeng and Guo Aike (2005) Crossmodal interaction between olfactory and visual learning in Drosophila, Science, 309:307-310.3. Zhang K. Guo J. Z., Peng Y.Q., Xi W., Guo A. K. (2007) Dopamine-Mushroom Body Circuit Regulates Saliency-Based Decision-Making in Drosophila. Science, 316(5833):1901-1904.4. Peng Yueqing, Xi Wang, Zhang Wei, Zhang Ke and Guo A. K. (2007) Experience Improves Feature Extraction in Drosophila. The Journal of Neuroscience, 27(19)：5139-5145.5. Liu Tong, Dartevelle Laurence, Yuan Chunyan, Wei Hongping, Wang Ying, Jean-Francois Ferveur and Guo A. K. (2008) Increased dopamine level enhances male-male courtship in Drosophila. The Journal of Neuroscience, 28 (21)：5539-5546.6. Qingzhong Ren, Hao Li, Yanying Wu, Jing Ren, and Aike Guo. A GABAergic inhibitory neural circuit regulates visual reversal learning in Drosophila. (2012) The Journal of Neuroscience. 32:11524-11538. ( Highlighted in the This Week in J. Neurosci.)7. Zhiping Zhang, Xiaoting Li, Jing Guo, Yan Li, and Aike Guo (2013) Two Clusters of GABAergic Ellipsoid Body Neurons Molate Olfactory Labile Memory in Drosophila. The Journal of Neuroscience ,33（12）, 5175-51818. Xiaonan Zhang, Qingzhong Ren, and Aike Guo (2013)Parallel Pathways for Cross-modal Memory Retrieval inDrosophila.The Journal of Neuroscience, 33（20）, 8784-8793.9. Yanying Wu, Qingzhong Ren, Hao Li, Aike Guo (2012) The GABAergic anterior paired lateral neurons facilitate olfactory reversal learning in Drosophila, Learning and Memory, Learn. Mem. 2012, 19: 478-486.10. Xiaonan Zhang, He Liu, Zhengchang Lei, Zhihua Wu, and Aike Guo (2013) Lobula-specific visual projection neurons are involved in perception of motion defined second-order motion in Drosophila，The Journal of Experimental Biology 216, 524-53411. Li H, Li Y, Lei Z, Wang K, Guo A. (2013) Transformation of odor selectivity from projection neurons to single mushroom body neurons mapped with al-color calcium imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 110(29):12084-12089.12. Yi W， Zhang Y，Tian Y， Guo J，Li Y，Guo A. (2013) A subset of cholinergic mushroom body neurons requires Go signaling to regulate sleep in Drosophila.SLEEP 36(12):1809-1821.13. Qingqing Liu, Xing Yang,Jingsong Tian,Zongbao Gao, Meng Wang, Yan Li, Aike Guo (2016) Gap Junction networks in mushroom bodies participate in visual learning and memory in Drosophila.eLife. 5:e13238. DOI:10.7554/eLife.1323814. Yunpeng Zhang,Jing Guo, Aike Guo and Yan Li (2016) Nicotine-inced acute hyperactivity is mediated by dopaminergic system in a sexually dimorphic manner. Neuroscience 332:149-159　　

近日，Developmental Cell 杂志在线发表了题为Single-cell analysis of human retina identifies evolutionarily conserved and species-specific mechanisms controlling development 的研究论文。该工作通过对16个时间点的人胚胎视网膜和4个发育阶段的人视网膜类器官进行高通量单细胞测序，建立了人类视网膜发育的转录组数据库，阐述了视网膜在发育过程中各种细胞类型命运决定以及黄斑形成的分子调控机制，并通过跨物种分析，揭示了人与小鼠的视网膜在发育过程中的进化保守性以及物种特异性。视觉是人类获取外界信息的主要方式，其主要通过位于眼球后壁的视网膜将光信号转换为电信号，最后将信号通过视神经传递到大脑。人类视网膜中有一个灵长类特异的区域称为黄斑区，主要负责明视觉和色觉，任何累及黄斑区的病变都会导致非常明显的视力丧失。因此，了解人视网膜细胞组成及其发育的分子机制，解析黄斑发育的特征，对治疗先天性视网膜疾病至关重要。在该研究中，研究人员利用高通量单细胞转录组技术对人视网膜类器官、胚胎期到成体期的20个时间点的118555个单细胞进行了测序，分成了126个细胞亚群，并根据已知的细胞类型标记基因将这些亚群注释为11种细胞类型，并且描绘了视网膜细胞的发育轨迹。同时，利用不同发育阶段细胞类型的组成揭示了人视网膜主要细胞类型出现的先后顺序以及发生的具体时间。为了进一步探究视网膜细胞命运决定的基因表达调控网络，研究人员对每一种细胞类型及其相关的视网膜祖细胞进行了拟时间分析，并且找到了相关细胞类型命运决定的调控基因。此外，为了研究黄斑区域发育的特殊性，研究人员收集了人胚胎期20周和出生后8天的黄斑区和外周区的样品，通过分析区域差异基因，最终找到了10个与黄斑生成相关的基因，其中CYP26A1可以减低视黄酸的浓度，而低浓度的视黄酸可以促进类似黄斑区域的形成，通过原位杂交实验证明CYP26A1是在黄斑区的视网膜祖细胞和穆勒细胞中特异性地表达。另一个基因CTGF，是Hippo信号通路的下游靶基因，也在黄斑区的穆勒细胞中特异性地表达。虽然Hippo通路在早期黄斑区发育过程中的具体作用还有待研究，但是这些结果表明黄斑区特异的视网膜祖细胞以及穆勒胶质细胞对黄斑区的形成至关重要。该课题由中国科学院生物物理研究所王晓群团队、中国科学技术大学薛天团队和国际多家科研单位合作完成。王晓群和薛天，以及Seth Blackshaw、Brian Clark、Rod Bremner是本文的共同通讯作者。生物物理所博士生卢玉峰、中国科大博士生易文洋以及FionShiau为本文共同第一作者。工作的主要参与者还有生物物理所研究员何生、卓彦和副研究员左真涛。该研究得到科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金等资助。图：人视网膜祖细胞命运决定的基因调控网络和空间表达模式