今日、科学技術部基礎研究管理センターは2018年度の中国科学の進展を発表した。体細胞核移植技術に基づくマカクのクローン化、＊人工単染色体真核細胞の作成、抑うつの発生及び＊＊＊急速な抗抑うつメカニズムの解明、腫瘍治療のための知能型DNAナノロボットの開発、これまでの高精度の引力定数G値の測定、1 TeV付近の電子宇宙線エネルギースペクトルの曲がりの直接検出、水和イオンの原子構造と幻数効果の掲示、細胞内構造の相互作用を探知できるナノメートルとミリ秒スケールのイメージング技術の作成、植物の成長・代謝バランスの調整による持続可能な農業発展の実現、黄土高原での人類生活の歴史を212万年前に進めるなど10の重大な科学的進展が選ばれた。

紹介によると、「中国科学進展」の選抜活動は科学技術部基礎研究管理センターが先頭に立って開催し、これまで14回の開催に成功し、我が国の重大な基礎研究科学の進展を宣伝し、広範な科学技術関係者の科学的情熱と献身精神を激励し、基礎研究科学普及の宣伝を展開し、公衆の理解、関心、支持の基礎研究を促進し、社会全体で良好な科学的雰囲気を醸成することを目的としている。

2018年12月、科学技術部基礎研究管理センターは中国科学進展初選会議を開催し、推薦科学進展の学科分布に基づいて、数理と天文科学、化学と材料科学、地球と環境科学、生命と医学科学の4つのグループに分け、推薦科学進展の中から専門家を招いて30項目を選抜して最終選考に入った。最終選挙はインターネット投票方式を採用し、中国科学院院士、中国工程院士、973計画顧問グループと諮問グループ専門家、973計画プロジェクト科学者、国家重点実験室主任、一部国家重点研究開発計画責任者など2600人余りの専門家と学者を招待し、30項目の候補科学進展に対してオンライン投票を行い、得票数ランキング*位の科学進展は「2018年度中国科学進展」に選ばれた。

科学技術部基礎研究管理センターによると、2018年度の中国科学進展の概要は以下の通り。

1.体細胞核移植技術に基づくマカクのクローン化に成功

非ヒト霊長類は人間との親縁関係が近い動物である。遺伝的背景が一致し、キメラ現象のない動物モデルを短期的に量産することができるため、体細胞クローン技術は非ヒト霊長類遺伝子修飾動物モデル**を構築する良い方法とされている。1997年のクローン羊「ドリー」の報道以来、複数の実験室が体細胞クローン猿の研究を試みたが、いずれも成功しなかった。中国科学院神経科学研究所／脳科学・知能技術革新センターの孫強と劉真の研究チームは5年の難関突破を経て、2匹の健康で生存している体細胞クローン猿を得ることに成功した。彼らの研究により、グループ蛋白質H 3 K 9 me 3デメチル酵素Kdm 4 dとTSAを併用することで、クローン胚の体外嚢胞胚発育率と移植後受容体の妊娠率を顕著に向上させることが分かった。その上で、彼らは胎猿線維芽細胞をドナー細胞として核移植を行い、クローン胚を代理妊娠受容体に移植した後、2匹の健康生存クローン猿を得ることに成功した、卵丘粒子細胞を利用してドナー細胞核のための核移植実験では、2匹の足月出生個体も得られたが、この2匹はすぐに死んでしまった。遺伝解析により、上記2つの場合に産生されたクローンサルの核DNAはドナー細胞から由来し、ミトコンドリアDNAは卵母細胞ドナーサルから由来することが確認された。体細胞クローンサルの成功はこの分野の無から有への突破であり、この技術は非ヒト霊長類の遺伝子編集操作により便利で和の技術手段を提供し、非ヒト霊長類を広く応用できる動物モデルにする可能性があり、さらに霊長類の生殖発育、生物医学及び脳認知科学と脳疾患メカニズムなどの研究の急速な発展を推進する。ドイツ科学院のNikos K.Logothetis院士は、「クローンサル：基礎と生物医学研究の重要なマイルストーン（Cloning NHP：A major milestone in basic and biomedical research）」と題して、この仕事は体細胞核を用いたクローンマカクの生殖可能性を証明し、技術障壁を打破し、非ヒト霊長類を実験モデルとして用いる新時代を切り開いた、生物医学研究分野の真の素晴らしいマイルストーンであると論評した。

*人工単染色体真核細胞を作成

真核生物細胞は一般に、ヒト46匹、マウス40匹、ショウジョウバエ8匹、イネ24匹などの複数の染色体を含む。これらの天然に進化した真核生物染色体の数が人によって変えることができるかどうか、正常な機能を持つ単染色体真核生物を人工することができるかどうかは生命科学分野の最前線科学問題である。中国科学院分子植物科学革新センター／植物生理学生態研究所覃重軍と薛小莉研究グループ、趙国屏研究グループ、生物化学と細胞生物学研究所周金秋研究グループ、武漢菲沙遺伝子情報有限会社などのチームが協力し、天然に16本の染色体を含む真（まこと）核生物酒造酵母は研究材料として、合成生物学の「工学化」方法とエネルギー使用技術を用いて、自然界では起こらない簡略化された生命、単一染色体のみを含む真核細胞を人工的に創建した。この研究によると、天然の複雑な生命体系は人工的な介入によって簡潔になり、さらには新しい自然界では起こらない生命を人工的に創造することができることが明らかになった。Nature、The Scientistなどは、これはこれまでの動作の大きいゲノム再構築、コア脳メカニズムである可能性があり、迅速で、毒性のない抗うつ薬の開発に科学的根拠を提供するとコメントしている。201これらの遺伝的に改造された酵母株は、染色体の複製、組換え、分離を含む染色体生物学の重要な概念を研究するための強力な資源である。

3.うつ病の発生及び***急速な抗うつ機序を明らかにする

うつ病は患者の心身の健康を深刻に損ない、現代社の虐殺問題の重要な誘因であり、社会と家庭に大きな損失をもたらした。しかし、伝統的な抗うつ薬の効果は遅く（6〜8週間以上）、しかも20%前後の患者にしか効果がなく、これは現在うつ病のメカニズムに対する理解がその核心に触れていないことを示唆している。近年、臨床上で意外にも麻酔薬**が低用量で迅速（1時間以内）、（70%難治型患者で効果がある）抗うつ作用を有することが発見され、精神疾患分野で半世紀近く重要な発見とされている。しかし、**は中毒性があり、副作用が大きく、長期的には使用できない。そのため、**急速抗うつのメカニズムを理解することはうつ病研究分野の「聖杯」となっている。うつ病の8年間を示唆することになるため、浙江大学医学部胡海嵐研究チームはこの分野の研究において画期的な進展を遂げた：うつ病の神経ループ研究において、同研究グループは脳中の反奨励センターである外側手綱核中のニューロン活動がうつ感情の源であることを発見した。この領域のニューロン細胞は、その特殊な高周波密集した「クラスター放電」によって、脳の中で喜びを生み出す「ボーナスセンター」の活動を抑制している。光遺伝の技術手段を通じて、彼らは手綱核区のクラスター放電が動物の絶望と快感欠損などの行為表現を誘発する十分な条件であることを直接証明した。うつ病の分子機構に対して、この研究グループはこのクラスター状放電方式がNMDAR型グルタミン酸受容体によって媒介されており、NMDARの遮断剤として、**の薬理作用機構は手綱核ニューロンのクラスター状放電を抑制することによって、下流の「褒賞センター」への抑制を高速に解除し、極めて短時間で気分を改善する効果がある。同時に、同研究グループはクラスター放電を発生する細胞及び分子メカニズムについてより深く説明した。高スループット定量タンパク質質量分析技術により、彼らはうつ病の形成が膠細胞中のカリウムイオンチャンネルKir 4.1の過剰発現を伴うことを発見した。一方、Kir 4.1チャネルによる抑うつに対する制御植根は手綱核組織中の膠質細胞によるニューロンの緻密な包絡という組織学的基礎にある。ニューロン−コロイド細胞相互作用の狭い界面において、Kir 4.1のコロイド細胞上での過発現はニューロン細胞外のカリウムイオン濃度の低下を引き起こし、それによってニューロン細胞の超分極、T−VSCCカルシウムチャネルの活性化を誘発し、最終的にNMDAR媒介のクラスター放電を引き起こす。上述の研究はうつ病という重大な疾病のメカニズムに対して系統的な解釈を行い、従来のうつ病の核心メカニズムで流行していた「モノアミン仮説」を覆し、***の代替品の開発、中毒の回避などの副作用に新たな科学的根拠を提供した。同時に、同研究所が同定したNMDAR、Kir 4.1カリウムチャンネル、T-VSCCカルシウムチャンネルなどは急速な抗うつの分子標的となり、より多く、より良い抗うつ薬や介入技術の開発に新たな構想を提供し、うつ病に最終的に打ち勝つことに重大な意義を持つ。Science、Scientific Americanなどの定期刊行物はこの仕事について「驚くべき発見だ」と報道した。