中科院多项成果入选2021年度中国生命科学十大进

1月10日，中国科协生命科学学会联合体公布2021年度“中国生命科学十大进展”评选结果，包括8个知识创新类和2个技术创新类项目成果。中国科学院完成或合作完成的多项成果入选，包括“从二氧化碳到淀粉的人工合成”“脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制”“异源四倍体野生稻快速从头驯化”“冠状病毒的跨种识别和分子机制”“抗揭开鸟类长距离迁徙之谜”“干涉单分子定位显微镜”等。

本年度“中国生命科学十大进展”的评选，联合体成员学会推荐项目量较往年大幅增加，竞争激烈，评选日臻完善，社会影响力持续扩大。更为显著的是，本次入选项目具有原创性突出、社会意义重大的特点。其中，知识创新类项目“从二氧化碳到淀粉的人工合成”在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成，有望在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。知识创新类项目“新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制研究”和“冠状病毒的跨种识别和分子机制”对当今国际社会复杂的抗疫形势有重大意义。技术创新类项目“干涉单分子定位显微镜”为开辟新的交叉学科研究领域奠定了基础。

中国科协生命科学学会联合体自2015年起开展年度“中国生命科学十大进展”评选工作，旨在推动生命科学研究和技术创新，充分展示和宣传我国生命科学领域的重大科技成果。

2021年度中国生命科学十大进展简介：

从二氧化碳到淀粉的人工合成。淀粉是粮食最主要的成分，也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化学物理研究所等单位，抽提自然光合作用的化学本质，从头设计创建了从二氧化碳到淀粉合成的非自然途径，解决了途径代谢流从头计算、关键酶元件设计组装、生化途径精确调控等科学问题，以生物催化与化学催化耦合的11步反应，颠覆了自然光合作用固定二氧化碳合成淀粉的复杂生化过程，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成，能效和速率超越玉米等农作物，突破了自然光合作用局限，为淀粉的车间制造打开了一扇窗，并为二氧化碳原料合成复杂分子提供了新思路。在国际上引起强烈反响，被认为是一项里程碑式突破，将在下一代生物制造和农业生产中带来变革性影响。该成果发表在《科学》（Science，2021，373(6562):1523-1527）。

脊椎动物从水生到陆生演化的遗传创新机制。4亿多年前脊椎动物从水生到陆生是包括人类在内的陆生脊椎动物演化史上的重大事件，但长期以来对这一重大事件的遗传创新机制知之甚少。西北工业大学生态环境学院王文、王堃团队与中国科学院水生生物研究所何舜平和昆明动物研究所张国捷等团队合作，发现硬骨鱼祖先已进化出了陆生适应性相关的初步遗传基础，在肺鱼代表的肉鳍鱼内得到进一步加强，到四足动物最终完善而成功登上了陆地。Science报道该成果揭示了“隐藏在现生鱼类中水生到陆生演化的遗传奥秘”；瑞典科学院院士Per Alhberg教授撰文指出该项成果克服了化石研究难以研究软组织器官和生理学问题的挑战，美国科学院院士、国际著名脊椎动物登陆研究专家Neil Shubin撰文指出该成果为理解脊椎动物水生到陆生的研究“提供了关键认知和长久期待的数据”。该成果两篇研究论文以封面故事发表于《细胞》杂志（Cell，2021，184(5):1362-1376；1377-1391）。

新型冠状病毒逃逸宿主天然免疫和抗病毒药物的机制。新冠病毒肺炎疫情已持续两年，不断出现的突变株对发展广谱药物提出急迫需求。由病毒复制酶组成“转录复制复合体”，负责病毒转录复制的全过程，在各突变株中高度保守，是开发广谱药物的核心靶点。清华大学饶子和院士、娄智勇教授课题组，在国际上首次发现和重构了新冠病毒转录复制机器的完整组成形式。以此为基础，首次明确了病毒mRNA“加帽”成熟的关键酶分子，回答了冠状病毒研究中近30年来悬而未决的问题，并且该分子在各突变株中高度保守，在人体中没有同源物，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供了全新靶点。同时，他们还首次发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”，阐明了瑞德西韦等药物效果不良的分子机制，为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供了关键科学依据。以上研究成果分别发表于《细胞》杂志（Cell, 184(1):184-193; Cell, 184(13):3474-3485）。

文章来源：《生命科学》 网址: http://www.smkxzz.cn/zonghexinwen/2022/0111/1093.html