冠状病毒是一类具囊膜的RNA病毒,可感染动物和人;依据其血清型和基因型特征,又可进一步分为Alpha-、Beta-、Gamma-和Delta-冠状病毒属。目前能感染人的冠状病毒主要集中在Alpha-和Beta-冠状病毒属,包括人冠状病毒NL63、229E、OC43、HKU1以及严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)。后两者均可导致急性呼吸窘迫综合征,疾病进程快,病死率高。2002-2003年,SARS-CoV在世界范围内引起了前所未见的“非典”疫情,共造成8000余例感染病例和800余例死亡病例;2012年,MERS-CoV在中东首次发现,并迅速扩散到欧、亚、美、非的多个国家和地区,已累计造成1368例感染病例和490例死亡病例,波及26个国家(依据世界卫生组织2015年7月21日统计数据)。尤其是过去两个月在我国邻国韩国发生的MERS-CoV局部暴发,曾一度造成严重的社会恐慌。需要特别关注的是,现有证据表明SARS-CoV和MERS-CoV均为动物源性,通过跨种传播而感染人。因此,揭示以SARS-CoV和MERS-CoV为代表的冠状病毒跨种传播过程不仅是基础研究领域的热点,也对传染病防控的公共卫生实践至关重要。
病毒侵入宿主的第一步是病毒表面蛋白与宿主细胞表面特异性受体之间的相互作用,因此受体的种类和分布在很大程度上决定了病毒的宿主范围和组织嗜性。冠状病毒表面的刺突(spike,S)蛋白负责识别宿主受体并介导膜融合,进而完成病毒的侵入过程,是冠状病毒能否以及如何实现跨种传播的决定性因素之一。通常S蛋白会被宿主的蛋白酶进一步切割为S1和S2两个亚基,前者含有识别受体的关键区域,即受体结合区(receptor-binding domain),而后者含有膜融合所需的关键元件(如融合肽、七肽重复区等)。因此,S蛋白的结构功能特点和受体识别特征,以及与S蛋白的切割激活(cleavage priming)密切相关的宿主蛋白酶的时空分布特征是病毒实现跨种感染的关键因素。
在这篇最新的综述文章中,中科院微生物所研究员、国科大存济医学院院长高福院士以及逯光文和王奇慧博士,首先就SARS-CoV S蛋白的结构特点、受体识别特征、以及S蛋白如何被宿主蛋白酶有效切割激活等方面进行了细致的总结;随后系统地归纳了MERS-CoV S蛋白的相关研究进展;并进一步深入分析了基于S蛋白特征的病毒跨种传播过程。他们还对蝙蝠源冠状病毒HKU4识别人源受体的最新工作进行了点评,概述了这一工作对于MERS-CoV蝙蝠起源的重要提示。这篇题为“Bat-to-human: spike features determining ‘host jump’ of coronaviruses SARS-CoV, MERS-CoV, and beyond”的文章发表在最新一期的Trends in Microbiology杂志上,并被选为精选综述(feature review)。
文章链接:http://www.cell.com/trends/microbiology/abstract/S0966-842X(15)00131-6
由微生物所高福研究员带领的中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室研究团队,一直致力于新发突发传染病与免疫学领域研究,近几年来在流感病毒的病原学、病毒起源与进化、跨宿主感染机制、流感病毒的监测、检测与流行病学以及流感的药物研发等研究领域取得了一系列研究成果,目前在流感病毒抗体研究中又有新的进展。7月22日,《Nature Communications》杂志在线发表该团队题为“一种交联结合流感病毒血凝素蛋白相邻单体的广谱人源保护性单克隆抗体”的文章。
频频暴发的季节性流感、偶发大规模流行性流感及感染人的动物源性流感给人们造成了巨大的生命和财产威胁,流感疫苗及抗体的研发一直是科学关注的焦点。血凝素是流感病毒表面介导病毒入侵宿主细胞的糖蛋白,以同源三聚体形式存在,因其具有高免疫原性,常常作为疫苗的组成成份和中和抗体的靶标。为了应对流感病毒血凝素高变异性及各种亚型流感暴发的随机性,广谱性中和抗体及通用型疫苗成为科研人员的研究热点,可作为流感防控的高效手段和储备药物。
该团队在2009 H1N1甲型流感感染康复病人中筛选到能广泛中和多种亚型流感病毒毒株(包括2013年我国多个地区暴发的H7N9亚型)的单克隆抗体CT149,并在小鼠体内证实具有高效的保护性效果。该团队用晶体学方法解析了CT149与H3及H7亚型血凝素蛋白的复合物结构,从原子水平阐明了该抗体结合于血凝素蛋白茎部区,并且抗体轻链大面积参与结合,尤其抗体分子交联相邻两个血凝素单体的特殊结合模式,为寻找流感的通用治疗方法以及研制新型流感疫苗等提供了新线索。
该项成果由中国科学院、中国军事医学科学院、韩国Celltrion生物技术研究所及美国疾病预防控制中心合作完成。
文章链接:http://www.nature.com/ncomms/2015/150721/ncomms8708/full/ncomms8708.html
近日,中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”(简称WPOS专项)2015年下半年水下滑翔机应用需求研讨会在中国科学院沈阳自动化研究所召开。水下滑翔机研制负责专家、专项任务需求用户、沈阳自动化所相关部门负责人参加了会议。专项重点任务“深海设备研发与应用”负责人——沈阳自动化所所长助理、水下机器人研究室主任李硕研究员主持会议。
会上,李硕介绍了水下滑翔机研制过程,并表示水下滑翔机当前技术状态良好,建议结合专项调查任务尽快开展水下滑翔机应用工作,同时期望与会专家多提想法、多提需求。专项办公室介绍了专项2015年下半年的航次计划,海洋所于非研究员等多位专家结合航次计划和调查任务提出了水下滑翔机应用需求和初步应用方案。
随后,与会专家结合滑翔机观测能力、专项航次计划和应用需求,针对水下滑翔机应用方案进行了充分研讨,最终讨论确定2015年下半年将在渤海、东海和西北太平洋等海域开展5项水下滑翔机应用计划,并明确了具体的应用方案。
近日,西北地区首家农业航空产业园——新疆农业航空产业基地揭牌仪式隆重举行,中国科学院沈阳自动化研究所的SIA W-100型农业无人机应邀在揭牌仪式上进行了全自主农药喷洒作业演示,获得了与会专家的一致好评。
该型农业无人直升机由沈阳自动化所自主研发,其核心优势技术包括:大载荷、高机动无人直升机设计技术,无人直升机路径自动规划技术,无人直升机高稳定性跟踪控制技术以及喷洒药量全自动精准流控技术。SIA W-100农业无人直升机采用差分GPS定位自动施药航迹规划技术,在实现路径自动规划的同时,对无人机的姿态与位置状态进行高稳定性跟踪控制,使得农作物受药程度均匀。强力的旋翼下洗气流使得农药液体颗粒均匀附着到作物叶体正反两面,沉积率明显提升,同时采用的喷洒药量全自动精准流控技术,可以实时实现对喷洒药量的精准控制,防治效果显著。农业直升机作业效率最高可达每小时100亩,是人工作业效率的100倍,同时无人直升机可以通过超低空飞行喷洒农药进入任何地块进行低空喷洒作业,整个过程作业人员无须进入施药区,防止了对人员的健康危害。
新疆农业航空产业基地坐落于新疆昌吉国家农业科技园区,是西北地区首家农业航空产业园,占地面积50亩,总投资一亿元。新疆自治区党委副秘书长、农业办主任代宁祥,昌吉州党委书记李建国,中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文,中国工程院院士、新疆农垦科学院研究员陈学庚等领导和专家出席了揭牌仪式。
新疆自治区地域辽阔,农牧业发达,但农业装备技术水平相对较低。近年来,沈阳自动化所与新疆自治区的合作逐年增多,农用无人机是其中适合在新疆地区推广的最典型的科技成果。沈阳自动化所与新疆工程学院、新疆生产建设兵团等单位开展了多项合作。本次在新疆昌吉农业航空产业基地进行飞行演示,就是在“新疆昌吉州农业智能装备示范推广基地”合作框架协议签订后首次开展的技术推广与应用合作,为今后沈阳自动化所的高技术装备在新疆地区推广起到了积极的示范作用。
近日,上海天文台博士研究生李智在沈俊太研究员与韩国首尔国立大学金雄泰教授的指导下对棒旋星系中的核环进行了系统细致的数值模拟研究,并取得了新的重要进展:相较于之前对核环形成的理论解释,他们提出的新机制适用面更广,可以广泛应用于具有核环的棒旋星系样本来限制星系的物理参数,从而更好地理解棒旋星系的结构和演化规律。目前该工作已经发表在国际核心期刊《天体物理杂志》上。
在棒旋星系的长期演化过程中,棒扮演了很重要的角色,其中最主要的一个方面就是星系棒可以驱动气体内流至星系中心区域,并形成新的恒星,因而棒可以重新分布星系的物质、角动量及能量。
相较于在星系中可以近似认为无碰撞的恒星而言,作为连续介质的气体对于星系棒的扰动更为敏感。“在棒旋星系中我们经常可以观测到很多由棒产生的气体子结构,例如在棒旋转方向的前侧会出现高密度尘埃带,以及在星系中心附近具有很强恒星形成率的核环”,该工作的第一作者李智介绍。
显然这些结构的特征和产生条件与寄主星系特别是星系棒的性质息息相关,但是学术界此前对核环的形成条件、形状、及大小等重要问题都没有系统的解决。
沈俊太研究员说,“之前的研究通常认为核环的位置接近于星系的某一特定半径——内林德布拉德共振(ILR)半径,或在两个ILR半径之间,然而这些共振半径严格来讲仅在星系棒扰动较弱时才有意义”。
李智描述道,“利用高精度流体数值模拟,通过系统探索参数空间,我们发现模拟中的棒旋星系可以产生两种核环,一种近似圆形并在棒的短轴方向轻微拉伸,另一种具有很高的椭率并和棒的主轴方向平行(见图1)”。
他们还发现在棒的旋转速度很快或者星系中心的物质密度很低的时候倾向于形成第二种核环,而这种高椭率核环在自然界真实存在的棒旋星系中非常罕见,这就为测量观测到的棒旋星系的物理参数提供了很强的约束。