序言:合成生物学前沿研究及转化应用

合成生物学是近年来发展迅猛的新兴前沿交叉学科。作为自然科学与工程之间的桥梁,合成生物学一方面探索并提出新理论,增进人们对自然生命体与工程生命体的基础认知,即“造物致知”;另一方面,它还解决工程中面临的方法、技术问题,设计改造乃至创建全新的生命体为人类社会所用,即“造物致用”。作为一个兼顾前沿科学探索与国计民生需求的交叉领域,合成生物学已成为世界强国科技战略的必争之地。美国、英国等发达国家纷纷投入巨资建立研究机构并开展研究项目,以抢占合成生物学研究发展的先机。以日本、韩国和新加坡为代表的其他亚洲国家,也积极布局合成生物学领域。我国合成生物学领域起步略晚于欧美,但发展迅猛。2008年,香山科学会议第一次专题讨论合成生物学。随后数年,合成生物学得到国家部委和科学界的高度重视。“十三五”科技创新战略规划中,合成生物技术被列为重点发展方向。以2018年10月科技部重点研发计划“合成生物学”专项正式启动为标志,我国科技部、基金委、中国科学院和中央军委科技委等陆续启动了合成生物学专项项目。我国合成生物学研究正从生物工程领域向经济、人口健康、农业、能源、环境和军事领域不断深入,呈现出多领域齐头并进的迅猛发展态势。

泛素蛋白磷酸化修饰的功能与解析

泛素化是存在于真核生物中一种重要的翻译后修饰过程,参与调控包括蛋白质降解在内的多种生命活动。实现这一调控过程需要将一个由76个氨基酸组成的泛素蛋白共价连接到底物蛋白上。同时,泛素本身也存在多种翻译后修饰,包括泛素化、磷酸化、乙酰化等,进一步丰富了泛素的修饰类型,决定了底物蛋白不同的命运。近年来,伴随着第65位丝氨酸磷酸化泛素蛋白参与调控线粒体自噬这一突破性进展,泛素蛋白其余磷酸化位点的功能研究也获得越来越多的关注。本文根据目前已有的国内外研究和报道,总结了泛素蛋白已知的磷酸化修饰位点,梳理了泛素蛋白第12位和66位苏氨酸、第57位和65位丝氨酸等位点的磷酸化修饰对其生物物理特性带来的改变,并对相应修饰位点所涉及的生物学功能调控进行了综述。