自然信息

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拟南芥隐花色素2(cry2)的光激发与光钝化机制

光是影响地球上所有生命体系的重要环境因子，动植物均通过光受体蛋白感受感知光信号。其中，隐花色素(cryptochrome)是唯一一类在生命进化过程中极为保守的蓝光受体蛋白。在植物系统中，隐花色素参与蓝光诱导的幼苗形态建成和花发育等过程；而在哺乳动物中，隐花色素主要参与生物钟与昼夜节律调控。

隐花色素于1993年首先在植物中被发现。能够行使功能的隐花色素(cry)由隐花色素蛋白(CRY)与一个生色团(chromophore)共同组成。隐花色素吸收光子以激发原初光反应，然而，其原初光反应的分子机制一直未能破解。

2016年10月21日，《科学》在线发表福建农林大学林辰涛教授团队的研究成果，阐述了模式植物拟南芥的蓝光受体蛋白——隐花色素2(cry2)的光激活与失活机制。

他们的研究表明：光通过诱导隐花色素2形成同源二聚体的方式来激活隐花色素2，激发态隐花色素蛋白通过与其信号蛋白 (CIB1、SPA1、COP1等)的相互作用而调控下游功能基因表达，促进植物花发育。同时，他们鉴定出一种名为BIC1(blue-light inhibitor of cryptochromes 1)的蛋白，该蛋白与隐花色素2直接相互作用，阻断隐花色素2的同源二聚化和后续信号转导过程，以决定植物光受体的活性与信号强弱, 进而调控光合作用、光形态建成以及开花时间等植物生长发育进程。该研究同时发现人类隐花色素也具有二聚化反应。

这一研究发现了一种植物光受体的开光转换机制——光诱导蛋白质相互作用来调控植物隐花色素信号通路，是中国科学家在光受体蛋白研究方面取得的新突破。

此外，光遗传学技术方兴未艾，在神经科学等领域拥有广阔的应用前景。由于进化上的保守性和受光调控的特性，CRY2-CIB1系统已经被开发运用于光遗传学领域。BIC1的发现，在植物以外的生命科学研究领域，可能会引发光遗传学领域对隐花色素系统的进一步发展和利用。

[段艳芳 据Science 2016-10-21]

长征五号首飞成功！中国“奔月”“探火”靠它了

2016年11月3日20时43分，我国最大推力新一代运载火箭长征五号从中国文昌航天发射场点火升空，约30 min后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，长征五号运载火箭首次发射任务取得圆满成功。

此次发射成功，标志着我国运载火箭实现升级换代，运载能力进入国际先进行列，是中国由航天大国迈向航天强国的重要标志。

据国家国防科工局、国家航天局介绍，长征五号运载火箭实现了我国液体运载火箭直径由3.35～5 m的跨越，采用5 m直径芯级，捆绑4枚3.35 m直径助推器，全长约57 m，起飞重量约870 t；具备近地轨道25 t级、地球同步转移轨道14 t级的运载能力，比现役火箭地球同步转移轨道运载能力提升了2.5倍以上。

长征五号代表了我国运载火箭科技创新的最高水平，填补了我国大推力无毒无污染液体火箭发动机的空白，首次采用芯一级2台50 t级氢氧发动机与4枚助推器各2台120 t级液氧煤油发动机的组合起飞方案，10台发动机同时点火，起飞推力达1060 t，实现了我国异型发动机起飞技术的重大突破。

长征五号是实现未来探月工程三期、载人空间站、首次火星探测任务等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提保障。按计划，2017年嫦娥五号落月采样返回、2018年发射空间站核心舱、2020年发射火星探测器等任务都将依靠长征五号来实现。

据介绍，长征五号运载火箭工程于2006年经国务院批准立项研制，由国家国防科技工业局牵头组织实施，中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。遵循“发展航天、运载先行”“运载发展、动力先行”的理念，2000年，我国先行启动了120 t级液氧煤油发动机和50 t级液氢液氧发动机研制攻关，其科研成果直接转化支撑了长征六号、长征七号等新型运载火箭研制并首飞成功。

此次长征五号运载火箭搭载的是由远征二号上面级和实践十七号卫星组成的载荷组合体。这是长征系列运载火箭的第238次发射。

[关毅 编译]

“人类寿命极限”引发争论

关于人类到底能够活多久的争论几天前被再度点燃，而导火索便是科学家在2016年10月5日出版的《自然》杂志上发表的一篇文章，该研究指出，人类寿命已经接近了“天花板”，即人类寿命存在一个天然极限——均值约为115岁。

目前有记录的世界最长寿的人是法国老太太Jeanne Calment，她已于1997年逝世，终年122岁。而近20年后发表的这项新研究无异于“火上浇油”——该研究高级作者、美国纽约市阿尔伯特·爱因斯坦医学院遗传学系教授Jan Vijg与他的同事在对大型数据库进行分析后认为，人类寿命的增长速度正在变得越来越慢，而这或许缘于深埋在我们基因当中的对于寿命长短的与生俱来的限制。Calment这样的人只是统计学意义上的“异常值”，从概率来看，想要比Calment还长寿，这种概率是极低的。

Vijg和他的同事利用人类死亡率数据库，分析了来自4个国家(法国、日本、英国和美国)的最长寿的老人是否随着年代的更迭而变得越来越老，之后他们将这项研究的范围扩大到30多个国家。

研究人员最终认为，大约在20世纪80年代，人类的最高寿命似乎便开始处于一个停滞时期，同时超过100岁的老人数量不再有显著的增加。在伴随这项研究的一篇评论中，芝加哥市伊利诺伊大学人口统计学家S. Jay Olshansky也赞同人类预期寿命在没有戏剧性医学突破的前提下不可能持续增加的说法。Olshansky的研究工作一直支持这一观点。Olshansky甚至怀疑这是否就是人类的极限，或者是否“我们撞上了一个难于逾越的障碍”。

然而关于人类寿命的命题远没到盖棺定论的时候。长期与Olshansky争论的德国罗斯托克市马普学会人口学研究所人口统计学家James Vaupel发表了一项声明，称这篇论文是一个“歪曲”。Vaupel说，这是因为尽管这些发现看起来是貌似有理的，但它们对于“我们到底能够活多久并没有增添任何科学认识”。Vaupel以日本人为例，该国人口出生时的预期寿命一直在攀升，如今已经超过了83岁。此外，Vaupel强调，多年来，科学家认为人类的平均寿命与最长寿命正处于稳定水平的开端——只能看到它们缓慢地增长。

自19世纪以来，人类的预期寿命一直在稳步上升。偶尔还会有像Calment这样的“超级人瑞”(年纪达到110岁以上)见诸报端。科学家还借助基因技术或者饮食控制手段，成功使一些实验动物的寿命大大延长。这些都让一些科学家倾向于推断认为，人类寿命可能没有上限。

但另外一些科学家则认为，人类预期寿命的上升以及寿命极值都会迎来“天花板”。在这项新的研究中，科学家推断，如果人类寿命没有上限，那么随着医学技术的进步，高年龄段老年人的存活率应该不断提高。但数据分析发现，1920年，85岁老年人的存活率提升最快；到1950年前后，90岁老年人的存活率提升最快；1980年，99岁老年人的存活率提升最快；但这个数值达到99岁之后，就进入了一个“平台期”，仅在缓慢小幅提升。也就是说，1980年之后，尽管医学技术还在不断进步，99岁以上老人与疾病和衰老抗争的“胜算”没有太大改观。

研究小组随后又分析了人类死亡率数据库的数据。结果发现，法国、日本、美国和英国这4个“超级人瑞”人数最多的国家，在20世纪70年代至90年代早期间，最长寿者的死亡年龄快速上升，也就是说最长寿者的存活年限不断延长。但到了20世纪90年代中期，这个数字也进入“平台期”，稳定在114.9岁左右。排在这几个国家长寿榜单第二到第五位的人，死亡年龄也出现了同样的趋势。另外，专门研究110岁以上长寿老人的国际研究机构“老年医学研究组织”的跟踪统计显示，“超级人瑞”们截至目前的死亡年龄峰值约为115岁。

Vijg研究小组因此得出结论认为，人类的寿命存在一个天然极限，这个数值约为115岁。而类似法国的Calment这样的人，只是人口统计学意义上的“异常值”。

Vijg本人承认，这一结论令人吃惊，毕竟世界人口仍在不停增长，而且人们的营养和健康状况在不断改善。据《自然》杂志网站报道，有些科学家并不认同Vijg小组的结论，他们认为现在就提出所谓人类寿命上限还为时过早。

[关毅 编译]