牪!学校普通照样发顶刊!这位80后教授连发2篇Science,成果入编国际经典教科书,刷新学校多项记录

科研大匠

作者|科研酱 来源|科研大匠(ID:keyandajiang)

2020年4月17日,国际顶级学术期刊Science发表了题为“Temperature-dependent sex determination is mediated by pSTAT3 repression of Kdm6b ”(pSTAT3通过抑制Kdm6b调控温度依赖型性别决定)的重磅研究,研究支持一种新的红耳龟性别决定模型,在温度依赖型性别决定机理研究上取得了重要进展,揭示了温度对于物种性别的控制机制。

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研究由浙江万里学院的动物性别与发育研究所钱国英、葛楚天教授课题组与美国杜克大学Blanche Capel教授课题组合作,葛楚天教授和Blanche Capel教授为本文通讯作者,Ceri Weber博士为第一作者, 浙江万里学院和杜克大学为通讯单位。

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葛楚天教授和美国杜克大学Blanche Capel教授、Ceri Weber 博士进行科研讨论

励志奋进,

实现学校多项历史性突破

其实,这已经是葛楚天课题组的第二篇Science论文,早在2018年,葛楚天教授以第一作者兼通讯作者在Science上发表了题为The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species 研究论文,成为浙江万里学院乃至整个宁波地区的首篇Science。而这篇Science论文也成为了宁波地区的第二篇Science。

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论文的第一作者兼通讯作者为葛楚天,杭州市水产技术推广总站叶键高级工程师为并列第一作者,浙江万里学院钱国英教授和杜克大学Blanche Capel教授为共同通讯作者。

2019年8月16日,葛楚天教授的“龟鳖类性别决定和分化的调控机制”项目获的2019年度国家自然科学基金优秀青年基金项目(简称“国家优青”)资助,直接资助经费130万元。这也是浙江万里学院首次获得国家自然科学基金人才项目的资助,实现了该校的历史性突破。

葛楚天教授简介

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葛楚天,博士,二级教授,国家优青

葛楚天,1983年生,博士,浙江万里学院教授,硕士生导师。浙江省高校中青年学科带头人,浙江省151人才工程第三层次,宁波市领军和拔尖人才第二层次。2001.09-2005.07,浙江大学动物科学学士;2005.09-2010.07,浙江大学,动物生殖生物学,博士(硕博连读);2007.10-2008.10,美国北卡州立大学,细胞工程,联培博士。主要学术兼职:美国动物学会会员(2007-);美国发育生物学会会员(2017-);《Dev Biol》、《PLoS ONE》等SCI杂志审稿人。

葛楚天教授本硕博(2001-2010)毕业于浙江大学动物繁殖生理学专业,期间获美国北卡州立大学(NCSU)细胞工程专业联培博士学位。2010年入职浙江万里学院生物与环境学院,2016-2017年美国杜克大学细胞生物学系访问学者。

葛教授还是国家优秀青年科学基金获得者,浙江省“万人计划”青年拔尖人才,浙江省杰出青年科学基金获得者,浙江省高校水平创新团队带头人、浙江省高校中青年学科带头人、浙江省151人才,宁波市有突出贡献专家。全国动物生理生化学会理事,中国细胞生物学会染色质生物学分会委员。获2018中国十大新锐科技人物、浙江省师德先进个人、浙江省“三育人”先进个人、宁波市优秀教师等荣誉称号。

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团队合照

葛楚天教授主要研究方向:(1)水生动物性别决定和性腺分化的分子机制;(2)温度依赖型性别决定(TSD)的温度感受机制;(3)水产动物性别控制和单性育种产业化研究。主持国家自然科学基金(优青、面上、青年)、国家重点研发计划子课题、浙江省杰出青年科学基金等国家省部级科研项目10余项。在龟鳖动物性别决定的分子机制、性别控制与单性育苗等方面取得一系列研究成果。创建了首个龟鳖动物基因功能鉴定技术,阐明了龟鳖类性别决定和分化的分子调控机制,提出了“温度-表观遗传-性别决定基因”假说;研制了一种中华鳖雄性控制技术,并实现了产业化应用,显著增加养殖企业的经济效益。以第一或通讯作者在Science、Development、Endocrinology等期刊上发表论文20余篇。获全国农牧渔业丰收成果奖一等奖和浙江省科技进步奖二等奖各1项(排2)。授权国家发明专利2件。

一鼓作气,连发2篇science

成果入编国际经典生物学教科书

温度依赖型性别决定(简称TSD)是一种非常有趣的生命现象,性别由胚胎发育的孵化温度决定,常见于龟、鳄鱼和蜥蜴等爬行动物,半个世纪以来其分子机制一直不清楚。解析TSD机制的关键在于弄清楚温度如何调控性别决定基因。

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TSD工作模式

2018年,钱国英、葛楚天课题组和Blanche Capel课题组合作研究发现,一种表观遗传因子Kdm6b通过激活性别决定基因Dmrt1来调控红耳龟性别发育,这一重大研究成果发表在Science期刊上,这也是宁波地区的首篇Science。

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首篇Science中的研究对象红耳龟(Trachemys scripta),俗称“巴西龟”

遗传因子Kdm6b的这种调控作用在鳄鱼和蜥蜴上都存在,极可能具有爬行动物普遍意义。因此,研究温度如何转化成生物信号,是搞清楚TSD机制的一个突破口。针对这一科学问题,合作课题组一鼓作气,在第一篇Science研究成果的基础上,以红耳龟为动物模型进行了多年研究。他们发现,在高温环境下,钙离子能够大量流入性腺体细胞内,通过激活pSTAT3(信号转导与转录激活因子3的磷酸化)继而抑制遗传因子Kdm6b的合成,导致雄性基因无法显现,最终龟就发育为雌性。而在低温环境下,性腺细胞内钙离子水平低,导致pSTAT3水平也低,遗传因子Kdm6b和雄性基因就显现出来了,龟最终就发育为雄性。

课题组还发现,除钙离子外,pSTAT3还能被其他一些环境感受因子激活,如冷诱导RNA绑定蛋白CIRBP(参与鳄龟性别决定)、离子通道蛋白TRPV4(参与鳄鱼性别决定)和皮质醇(参与雌雄同体鱼的性逆转)等,提示pSTAT3-Kdm6b是众多环境依赖型性别决定(ESD)系统间的一个保守的调控元件,将环境感受和性别决定通路连接起来。该项研究揭示了龟温度依赖型性别决定的上游调控通路,提出了“pSTAT3-KDM6B保守盒”调控假说,为全面破译ESD机制指明了重要方向。

该校动物性别与发育研究所瞄准国际生命科学前沿,针对水产动物单性育种产业技术重大需求,致力于揭示动物性别决定、性腺发育与环境互作的机制及性控技术研究。在龟鳖动物性别决定和控制等方面取得了一些原创成果,目前在Science累计发表2篇论文,成果入编国际经典生物学教科书《Developmental Biology》第12版。4月11日,央视10套科教频道播出了该课题组研究生惠航博参与录制的《科学动物园》节目,为大家科普“龟的性别是由温度来决定的”这一有趣现象背后的秘密,体现了研究所定位追求“科研走向教科书,科研走向科普”的学术精神。

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Developmental Biology 图源网络

关于浙江万里学院

Zhejiang Wanli University

浙江万里学院(Zhejiang Wanli University)位于浙江宁波,由浙江省万里教育集团为主举办,实行民办学校运行机制,公办院校管理模式。2002年,浙江万里职业技术学院升格为万里学院,2011年被国务院学位委员会授予硕士学位教育试点单位。

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浙江万里学院的办学历史可以追溯到1950年创办的浙江省立宁波农业技术学校,其后经历了浙江农业大学宁波分校、浙江农村技术师范专科学校等发展阶段。1999年,浙江省万里教育集团接手管理,浙江农村技术师范专科学校更名为浙江万里职业技术学院;2002年,更名为浙江万里学院。据2019年7月学校官网信息显示,浙江万里学院有钱湖、回龙、汉堡等校区,占地1400余亩,建筑面积65万平方米,教学科研仪器设备总值3.2亿元,设有13个二级学院,47个本科专业,有教职工1300余名,有2万多名全日制在校本科生、研究生、留学生。

该校在与国内外高水平科研团队的合作和交流上也取得重要成果。2020年2月26日,该校2016级生物工程领域研究生陈铮参与的论文“Two conserved epigenetic regulators prevent healthy ageing”(两个保守的表观遗传调控因子妨碍健康衰老)在国际顶尖学术刊物 Nature上发表。该论文以线虫、小鼠、人为研究对象,揭示了两个保守的表观遗传调控因子BAZ-2/BAZ2B与SET-6/EHMT1妨碍健康衰老。陈铮在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)参与了该论文的部分研究工作。

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参考文献:https://science.sciencemag.org/content/368/6488/303https://science.sciencemag.org/content/360/6389/645http://swxy.zwu.edu.cn/ed/67/c1445a126311/page.htm

编者按:本文转载自微信公众号:科研大匠(ID:keyandajiang)

可行性研究报告
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