近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院鄭輝團(tuán)隊(duì)在Cell & Bioscience期刊發(fā)表文章。研究揭示了維生素Ｃ通過(guò)其代謝物2,3-二酮-L-古洛糖酸（DKG）依賴(lài)和非依賴(lài)的雙重途徑調(diào)控體細(xì)胞重編程的作用機(jī)制。近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院鄭輝團(tuán)隊(duì)在Cell & Bioscience期刊發(fā)表了題為“Unraveling the 2,3-diketo-l-gulonic acid-dependent and -independent impacts of l-ascorbic acid on somatic cell reprogramming”的文章。該研究揭示了維生素Ｃ通過(guò)其代謝物2,3-二酮-L-古洛糖酸（DKG）依賴(lài)和非依賴(lài)的雙重途徑調(diào)控體細(xì)胞重編程的作用機(jī)制。L-抗壞血酸(Asc)，通常被稱(chēng)為Vc，作為一種必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在許多生理過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。先前已有研究表明，Vc通過(guò)細(xì)胞增殖、MET和組蛋白去甲基化等途徑提高體細(xì)胞重編程效率。然而，尚不清楚Vc是直接調(diào)控重編程還是通過(guò)其代謝物起作用。研究團(tuán)隊(duì)分別采用Vc及其代謝產(chǎn)物DHAA和DKG等處理體細(xì)胞重編程，發(fā)現(xiàn)Vc表現(xiàn)出通過(guò)DKG依賴(lài)途徑和非依賴(lài)途徑促進(jìn)重編程的雙重能力。一方面，Vc通過(guò)DKG非依賴(lài)的途徑促進(jìn)細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)pre- iPSCs向iPSCs轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)重編程。另一方面，Vc通過(guò)DKG依賴(lài)機(jī)制觸發(fā)間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化(MET)并激活糖酵解。值得注意的是，DKG激活了以增加琥珀酸、延胡索酸和蘋(píng)果酸為特征的非典型三羧酸循環(huán)，促使細(xì)胞代謝從氧化磷酸化（OXPHOS）向糖酵解轉(zhuǎn)變。此外，由于其抗氧化能力，Vc抑制糖酵解，從而阻止糖酵解與上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）之間的正反饋，最終導(dǎo)致更高水平的MET。綜上，該研究表明了Vc在重編程過(guò)程中的復(fù)雜功能，揭示了Vc對(duì)重編程過(guò)程中DKG-依賴(lài)和-非依賴(lài)的雙重調(diào)控作用，為Vc在其他生物過(guò)程中的應(yīng)用提供了新的見(jiàn)解。廣州健康院梁麗寧、何梅愛(ài)以及張一心為該論文的共同第一作者。廣州健康院鄭輝研究員、西湖大學(xué)裴端卿教授為該論文共同通訊作者。該研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。論文鏈接Vc通過(guò)DKG依賴(lài)和非依賴(lài)途徑促進(jìn)體細(xì)胞重編程
近日，廣州能源研究所廢棄物處理與資源化利用研究室趙坤副研究員聯(lián)合美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)，報(bào)道了一種在以促進(jìn)劑碳酸鋰（Li2CO3）修飾的具有氧化還原活性的復(fù)合稀土金屬氧化物的催化作用下，實(shí)現(xiàn)低溫高效化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的方法。該催化劑在700℃下單程C2+收率高達(dá)30.6%，且在甲烷分壓高達(dá)1.4 atm的條件下仍能表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。相關(guān)研究成果以Lithium carbonate-promoted mixed rare earth oxides as a generalized strategy for oxidative coupling of methane with exceptional yields為題，于近日發(fā)表在《自然—通訊》（Nature Communications）。近日，廣州能源研究所廢棄物處理與資源化利用研究室趙坤副研究員聯(lián)合美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)，報(bào)道了一種在以促進(jìn)劑碳酸鋰（Li2CO3）修飾的具有氧化還原活性的復(fù)合稀土金屬氧化物的催化作用下，實(shí)現(xiàn)低溫高效化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的方法。該催化劑在700 下單程C2+收率高達(dá)30.6%，且在甲烷分壓高達(dá)1.4 atm的條件下仍能表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。相關(guān)研究成果以Lithium carbonate-promoted mixed rare earth oxides as a generalized strategy for oxidative coupling of methane with exceptional yields為題，于近日發(fā)表在《自然—通訊》（Nature Communications）。甲烷氧化偶聯(lián)（OCM）技術(shù)可在自熱條件下通過(guò)一步反應(yīng)將甲烷轉(zhuǎn)化為高附加值烯烴或烷烴（C2+），是催化中的“王冠反應(yīng)”。但經(jīng)過(guò)近40年的研究，常見(jiàn)的OCM催化劑Li/MgO和Na/Mn/W/SiO2等始終無(wú)法解決反應(yīng)過(guò)程中C2+單程收率較低（<30%）、反應(yīng)溫度較高（>800 C）及甲烷反應(yīng)氣分壓較低（<1 atm）等難題。該工作通過(guò)化學(xué)鏈循環(huán)的方式，構(gòu)建了系列碳酸鋰負(fù)載的復(fù)合稀土金屬氧化物作為載氧體催化劑，有效抑制氧氣直接作為氧化劑導(dǎo)致的甲烷過(guò)度氧化反應(yīng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)甲烷氧化偶聯(lián)高效制備C2+。通過(guò)原位表征手段與量子化學(xué)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)復(fù)合稀土氧化物中的Pr4+可誘導(dǎo)催化劑表面產(chǎn)生過(guò)氧化物活性中間體并演變成活性羥基自由基，實(shí)現(xiàn)高效C-H鍵活化和C-C鍵偶聯(lián)。該研究建立了Li2CO3負(fù)載的復(fù)合稀土金屬氧化物中Pr的氧化態(tài)與C2+收率之間的普遍相關(guān)性，為甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中的氧化還原催化劑構(gòu)建提供了理性設(shè)計(jì)思路。在此基礎(chǔ)上，原料氣還可以拓展至生物沼氣、垃圾填埋氣、煤層氣等資源的高值化利用。上述工作得到廣東省杰出青年基金、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青促會(huì)等項(xiàng)目支持。
近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃小平研究員團(tuán)隊(duì)在河口咸淡水混合過(guò)程中氮的遷移轉(zhuǎn)化方面取得了最新研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果“The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis”（副研究員吳云超為第一作者，研究員黃小平為通訊作者）和“Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area”（博士生李進(jìn)隆為第一作者，研究員黃小平和副研究員吳云超為共同通訊作者）分別刊發(fā)在Water Research和Journal of Geophysical Research-Oceans上。過(guò)量的陸源氮輸入會(huì)加速不同形態(tài)氮在河口的積累，改變河口氮的轉(zhuǎn)化過(guò)程。輸送到河口的大部分氮在被稀釋和浮游植物同化之前，經(jīng)歷了復(fù)雜的生物地球化學(xué)過(guò)程。特別是在河口咸淡水混合過(guò)程中，其生物轉(zhuǎn)化的復(fù)雜性和強(qiáng)度尤為明顯，但目前仍然缺乏直接證據(jù)來(lái)闡明河口咸淡水混合過(guò)程中的氮轉(zhuǎn)化機(jī)制。因此，研究河口不同形態(tài)氮在咸淡水混合中的生地化過(guò)程，有助于明確河口氮的歸趨及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，可為河口區(qū)氮的控制提供科學(xué)依據(jù)。通過(guò)多穩(wěn)定性同位素特征和微生物功能分析，發(fā)現(xiàn)珠江河口內(nèi)部以陸源硝酸鹽來(lái)源的貢獻(xiàn)為主，且有較高的固氮和硝化速率，主要是由Exiguobacterium sp.驅(qū)動(dòng)（圖1）。在河口外部的海源控制區(qū)，大氣沉降可能也是重要的輸入途徑；該區(qū)域的反硝化和氨化作用較強(qiáng)（圖1）。在咸淡水混合區(qū)，NH4+被浮游植物/細(xì)菌（如Psychrobacter sp.和Rhodococcus）快速同化為顆粒態(tài)氮。該研究突破性的從同位素地球化學(xué)和微生物功能的角度闡明了河口咸淡水混合過(guò)程氮的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。在咸淡水混合區(qū)，陸源DON被快速稀釋?zhuān)跫?jí)生產(chǎn)者同時(shí)釋放出活性較強(qiáng)的DON，DON濃度在咸淡水混合區(qū)呈現(xiàn)相對(duì)平穩(wěn)的分布（圖2），這也是DON在河口呈現(xiàn)非保守性混合的主要原因。在口外海源為主的區(qū)域，DON濃度相對(duì)較低，且具有較高的生物活性，主要來(lái)自內(nèi)源。陸源物質(zhì)輸入和浮游生物活動(dòng)是河口區(qū)的DON分布模式形成差異的主要原因，直接影響了珠江口及其鄰近海域DON的歸趨。該研究對(duì)陸源DON在河口的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制形成了新的認(rèn)知。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣州海洋實(shí)驗(yàn)室人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。圖1 不同形態(tài)氮穩(wěn)定性同位素和微生物功能在不同區(qū)域和咸淡水混合過(guò)程中的變化。圖2 珠江口海域有機(jī)氮的分布模式。（a）DIN和（b）DON沿鹽度梯度的季節(jié)性分布趨勢(shì)。（綠色圓圈代表夏季的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，橙色圓圈代表冬季）相關(guān)論文信息：Yunchao Wu, Jinlong Li, Xia Zhang, Zhijian Jiang, Songlin Liu, Jia Yang, Xiaoping Huang*. The distinct phases of fresh-seawater mixing intricately regulate the nitrogen transformation processes in a high run-off estuary: Insight from multi-isotopes and microbial function analysis. Water Research, 2023, 247: 120809.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135423012496?via%3DihubLi Jinlong, Wu Yunchao*, Jiang Zhijian, Liu Songlin, Ren Yuzheng, Yang Jia, Xingyu Song, Huang Xiaoping*, He Ding. Terrestrial and biological activities shaped the fate of dissolved organic nitrogen in a subtropical river-dominated estuary and adjacent coastal area. Journal of Geophysical Research: Oceans, 2023, 128, e2023JC019911.https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023JC019911
