全 文 ：2015年 .第30卷 .第3期
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外侧手指极长，尤其是其僵硬的羽毛呈丝状，更接近原始羽毛，而不像其他似鸟恐龙和鸟类拥有的片状
羽毛。最奇特的是奇翼龙腕部的一个棒状长骨结构，类似结构从来没有在其他恐龙当中发现过，但却
在一些会飞的四足动物的腕部，或者肘部，或者踝部附近存在，这些动物包括蝙蝠、翼龙和鼯鼠等，奇翼
龙腕部的棒状结构和日本鼯鼠腕部长着的棒状结构尤其相像。在所有这些动物中，这种棒状结构都支
撑着翼膜，用于飞行或者滑翔。在奇翼龙标本上，研究者确实也在棒状结构和手指附近发现了残缺翼
膜。这意味着奇翼龙有着和鸟类及其恐龙近亲完全不同的翅膀，它的翅膀像蝙蝠和其他会飞的四足动
物一样，主要由翼膜构成，而不是像鸟类及其近亲那样主要由羽毛构成。为了揭示这一标本保存的重
要信息，尤其是确认这个棒状结构的性质，研究人员采用了CT和扫描电镜等多种仪器对化石进行分
析，获取了包括软体组织上保存的黑色素体在内的宏观和微观信息，还分析了化石围岩和化石上的化
学组分，最终确认了奇翼龙腕部的棒状结构是翼膜翅膀的关键组成部分。相关研究成果发表在Nature
上。
遗传与发育所在拟南芥生长素合成与调控机理研究中取得进展
中科院遗传与发育生物学所李家洋课题组长期从事植物非依
赖于色氨酸生长素合成途径的研究。该课题组前期研究表明，吲
哚甘油磷酸（IGP）是色氨酸合成与非依赖于色氨酸生长素合成途
径的分支点，拟南芥吲哚合酶（Indole Synthase, INS）是色氨酸合成
α亚基（TSA）的同源蛋白，可能具有催化 IGP合成吲哚的功能
（Ouyang et al., Plant J, 24: 327, 2000）。为进一步研究 INS的生物
学功能，研究人员获得了 INS功能缺失突变体 ins-1和 ins-2，并将
ins-1与TSA功能降低突变体 trp3-1进行了遗传分析，发现 ins-1
的胚胎发育异常，trp3-1的胚胎发育与野生型相似，而 ins-1 trp3-1
双突变体表现出完全的胚胎致死。INS蛋白在胚胎发育过程中具
有时空特异性的表达模式，胚珠生长素含量测定以及对胚胎中生
长素报告基因DR5-GFP表达特征的分析表明，非依赖于色氨酸生
长素合成途径对于早期胚胎发育过程中顶-基部轴向的建立发挥
重要作用。系统的遗传学、代谢物含量测定以及细胞学研究显示
INS定位于细胞质中，参与非依赖于色氨酸生长素合成途径中从
IGP生成吲哚的代谢反应，是非依赖于色氨酸生长素合成途径中第一个被鉴定的重要成员。这项研究
成果解析了非依赖于色氨酸生长素合成途径的分子与生化机理，揭示了该途径在胚胎早期发育的重要
作用。该研究是最近数年在生长素合成途径与调控机理研究领域中的突破性进展，对深入全面理解生
长素合成途径及其调控植物生长发育的分子机制具有重要意义。相关研究成果发表在PNAS上。
上海生科院合作研究揭示复苏植物旋蒴苣苔的耐旱机理
中科院上海生命科学院朱健康与其合作者通过测序获得了 1.69 Gb的基因组草图，这是人们首次
测序极端耐脱水的植物。基因组分析显示了进化过程中的两次全基因组加倍痕迹，也显示了大量的特
有基因。该基因组含有 49 374个蛋白编码基因，其中29.15%是旋蒴苣苔独有的基因，20%的基因在转
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院刊
录水平上对干燥脱水有显著的
应答。研究人员还发现，在脱水
过程中保护光合机构以及快速
恢复蛋白合成的能力，对旋蒴苣
苔复苏具有非常重要的作用。
此外，旋蒴苣苔的转录组还存在
广泛的可变剪切。研究揭示，旋
蒴苣苔的复苏能力主要是通过
脱水应答基因的调控改变演化
出来的。作为一个备受期待的
耐旱基因资源植物，该研究将有助于提高以植物耐旱及应激能力为目标的基因改良工作。
相关研究成果发表在PNAS上。
科学家揭示人类干细胞衰老机理
中科院生物物理所刘光慧与其
合作者在干细胞衰老机理方面取得
一项突破性的研究成果。该研究结
合多能干细胞定向分化技术、基因
组靶向编辑技术以及表观遗传组分
析技术，首次揭示了异染色质的高
级结构失序（Disorganization）是人
类干细胞衰老的驱动力之一，为延
缓衰老及研究和防治衰老相关疾病
提供了新的潜在靶点和思路。研究
人员首先提出“组织干细胞的加速衰老（耗竭）可能是人类早衰症的病因”这一科学假设，并
通过基因组靶向编辑技术使得人间充质干细胞（MSC）中的WRN基因发生纯合缺失突变，
在实验室“制造”出人类早衰症特异的MSC。这些早衰症MSC不仅表现出生长速度减慢、
DNA损伤反应加剧和分泌大量炎性因子等衰老指征，而且表现出内层核膜蛋白以及核周
异染色质的加速缺失。通过对组蛋白共价修饰、DNA甲基化以及RNA转录本进行全基因
组扫描，研究人员发现早衰症干细胞的异染色质发生了显著的结构退行性变化，主要表现
为着丝粒和端粒附近的H3K9me3“山脉”（Mountains）的缺失。进一步研究发现，WRN蛋
白同异染色质蛋白SUV39H1和HP1共存于一个蛋白复合物中，该复合物具有维持异染色
质和核纤层的稳定性以及阻止MSC衰老的作用。WRN的缺失导致异染色质结合蛋白的
减少以及着丝粒卫星DNA的转录，进而诱发细胞衰老。通过比较健康老年人和年轻人体
内分离的MSC，也可见WRN水平的下调以及核膜蛋白和异染色质结构的异常，提示异染
色质的重塑可能是正常细胞衰老的驱动力之一。最后，研究发现过量表达HP1能抑制早
衰症细胞的加速衰老，因而为未来干预人类干细胞的衰老提供了可能的分子靶标。此项研
科研进展
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