中国学者连发两篇《细胞》论文

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日前，《细胞》（Cell）杂志上分别报道了来自中国学者的两项最新研究成果。复旦大学的徐彦辉等人首次破解 TET2 -DNA复合物的晶体结构；而来自北京大学的乔杰、汤富酬和谢晓亮等人则发布了突破性单细胞基因组检测技术。
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在第一篇文章中，研究人员首次成功解析了哺乳动物（mammal;mammalian）骨髓造血关键蛋白 TET2 的三维结构。该成果对揭示疾病发病机制、开发血液肿瘤（如髓系白血病）治疗性药物等具有重要意义。
6 Q, U: b4 I% E7 j2 F3 C# w哺乳动物 TET 蛋白家族有 TET1 蛋白、 TET2 蛋白和 TET3 蛋白 3 个成员。如果 TET 蛋白失去活性（丧失功能）的话，就会导致各种疾病的发生，尤其会罹患血液肿瘤。4 r' f9 [- y0 S! u& s2 |9 Y
徐彦辉课题组开展研究，获得了 TET2 蛋白与 DNA 的三维结构。利用X射线晶体学等研究方法，研究人员发现， TET2 蛋白特别“聪明”，它能自动识别、找到甲基化标记，并将甲基化标记修饰过的 DNA 翻转到 TET2 蛋白内部。随后，在内部铁离子的帮助下，该蛋白发生氧化反应，将标记逐步添加至 DNA 甲基化标记上。进一步研究发现，血液肿瘤患者中含有多种 TET2 蛋白突变，且突变率很高。研究人员认为，正是因为这些突变影响了 TET2 蛋白的活性，导致它“消极怠工”、无所作为，进而导致甲基化标记被“去除”，从而致病。
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而在另外一篇文章中，北京大学的科学家们完成了对单个卵细胞的高精度全基因组测序，这是一项里程碑式的工作。该项研究由北京大学第三医院乔杰教授、生物动态光学成像中心汤富酬教授和谢晓亮教授所领导的三个研究小组共同完成，谢晓亮同时也是哈佛大学的教授。# ]+ }) k6 G0 s( }- J8 `- t! m
人类的遗传信息存在于每个细胞的DNA中，DNA是由四种不同的核苷酸组成的长链。这些核苷酸的组合和序列组成了遗传的基本功能单位——基因。无论在基础研究还是临床应用上，对细胞中所有基因序列（全基因组）的测定都是极其重要的。但是，由于单个细胞中仅含有每个基因的两个拷贝，因此对单个细胞进行全基因测序是非常困难的。2012年，谢晓亮课题组实现了对单个细胞全基因组的高精度测序，随后，该技术被应用到多项研究工作中去。体外受精技术（IVF）是辅助生命个体在体外从单个细胞开始发育的技术，因此，单个卵细胞的全基因组测序是辅助生殖领域的研究人员梦寐以求的研究课题。而北大团队的这项工作实现了该领域的一项重大飞跃。- O* \. u8 R- ?- m- U( J
在《细胞》杂志的这篇报道中，北大团队巧妙地利用了卵细胞成熟、受精过程出现的独特的结构——极体，它是卵细胞分裂的副产物，并且不参与卵细胞后续的正常发育过程。该团队研究人员发现了一个新的方法，通过对极体的全基因组测序推断出在受精卵中母源基因组的情况，从而选择出一个正常的胚胎进行移植。, {# _( M& Y: L% I# l9 ^) m
除了在基础研究中的重要意义，这项工作对于临床上严重遗传疾病的诊断和预防方面也有重要意义。这一方法能够帮助医生诊断出来自母亲卵子或者父亲精子的遗传病。乔杰教授解释说：“今年是人类辅助生殖成功应用35周年，35年来IVF技术给无数家庭带来了福音。不孕不育问题困扰着高达10%-15%的育龄夫妇，而IVF技术是解决不孕不育问题的重要方法之一。我们正在采用极体单细胞基因组测序技术去提高IVF的成功率，特别是对于高龄以及反复流产的妇女。”