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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【中國(guó)科學(xué)報(bào)】研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻代謝與環(huán)境適應(yīng)新途徑

2018-04-17 中國(guó)科學(xué)報(bào) 晉楠

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語(yǔ)音播報(bào)

　　生物在進(jìn)化過(guò)程中形成適應(yīng)外界營(yíng)養(yǎng)環(huán)境變化的代謝系統(tǒng)及調(diào)控機(jī)制。如陸生動(dòng)物進(jìn)化出著名的鳥(niǎo)氨酸—尿素循環(huán)，用于處理食物中蛋白質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的大量氨，而細(xì)菌和植物缺乏這一代謝途徑。藍(lán)藻（或藍(lán)細(xì)菌）是地球上最早出現(xiàn)的光合自養(yǎng)生物，在地球生物圈形成和發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用，但它們適應(yīng)環(huán)境變化的細(xì)胞代謝動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制仍不清楚。

　　楊琛等研究了藍(lán)藻對(duì)外界氮源擾動(dòng)的代謝響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)鳥(niǎo)氨酸和精氨酸之間存在活躍的代謝循環(huán)。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該循環(huán)包含一步新的生化反應(yīng)，即精氨酸雙水解酶催化精氨酸水解生成鳥(niǎo)氨酸和氨。研究表明在氮源充足條件下，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)促使氮同化及存儲(chǔ)以最大速率進(jìn)行，而在氮源匱乏時(shí)，該循環(huán)使得細(xì)胞中的氮儲(chǔ)存迅速分解，從而滿足細(xì)胞的生長(zhǎng)需要。因此，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)具有氮存儲(chǔ)和活化的功能，對(duì)于藍(lán)藻適應(yīng)環(huán)境氮源缺乏和變化極其重要。與動(dòng)物體內(nèi)的鳥(niǎo)氨酸—尿素循環(huán)相比，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)更為古老，它的存在提示不同物種為適應(yīng)其生存環(huán)境可能進(jìn)化出各種鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-04-17 第1版要聞)

　　中科院植物生理生態(tài)所楊琛研究組利用動(dòng)態(tài)代謝流量組與代謝組分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)一條新的代謝途徑，揭示了該途徑為藍(lán)藻適應(yīng)環(huán)境所必需及其重要的進(jìn)化及生態(tài)學(xué)意義。該成果近日在線發(fā)表于《自然—化學(xué)生物學(xué)》。
　　生物在進(jìn)化過(guò)程中形成適應(yīng)外界營(yíng)養(yǎng)環(huán)境變化的代謝系統(tǒng)及調(diào)控機(jī)制。如陸生動(dòng)物進(jìn)化出著名的鳥(niǎo)氨酸—尿素循環(huán)，用于處理食物中蛋白質(zhì)分解代謝產(chǎn)生的大量氨，而細(xì)菌和植物缺乏這一代謝途徑。藍(lán)藻（或藍(lán)細(xì)菌）是地球上最早出現(xiàn)的光合自養(yǎng)生物，在地球生物圈形成和發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用，但它們適應(yīng)環(huán)境變化的細(xì)胞代謝動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制仍不清楚。
　　楊琛等研究了藍(lán)藻對(duì)外界氮源擾動(dòng)的代謝響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)鳥(niǎo)氨酸和精氨酸之間存在活躍的代謝循環(huán)。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)該循環(huán)包含一步新的生化反應(yīng)，即精氨酸雙水解酶催化精氨酸水解生成鳥(niǎo)氨酸和氨。研究表明在氮源充足條件下，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)促使氮同化及存儲(chǔ)以最大速率進(jìn)行，而在氮源匱乏時(shí)，該循環(huán)使得細(xì)胞中的氮儲(chǔ)存迅速分解，從而滿足細(xì)胞的生長(zhǎng)需要。因此，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)具有氮存儲(chǔ)和活化的功能，對(duì)于藍(lán)藻適應(yīng)環(huán)境氮源缺乏和變化極其重要。與動(dòng)物體內(nèi)的鳥(niǎo)氨酸—尿素循環(huán)相比，鳥(niǎo)氨酸—氨循環(huán)更為古老，它的存在提示不同物種為適應(yīng)其生存環(huán)境可能進(jìn)化出各種鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-04-17 第1版要聞)

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