科研快报 | 中大近期科研进展速览32

编者按：

科技兴则民族兴，科技强则国家强。为了更好的展现学校科研动态，增强广大科研工作者的认同感、归属感、自豪感，激发科研创新活力、促进学科交叉融合，科学研究院将持续汇总报道校内各单位重要科研进展，诚邀各单位积极来稿。

内容速览

1.物理学院凌家杰教授课题组在中微子振荡研究方面取得重要进展

2.生命科学学院陈龙课题组揭示了拟南芥SWI/SNF染色质重塑复合体靶基因结合及组装的分子机制

3.海洋科学学院苏明教授团队在南极主动大陆边缘沉积体系特征及发育演化模式研究取得新进展

4.地球科学与工程学院周宇教授团队在GJI上发表文章：基于历史影像的1976年Ms 7.3级土耳其地震同震形变的再分析

5.材料科学与工程学院陈永明、刘利新在纳米疫苗促进三级淋巴结形成用于鼻咽癌治疗取得进展

6.生态学院马子龙副教授GROOT团队揭示森林土壤碳通量对各类干扰的响应机制

01

物理学院凌家杰教授课题组在中微子振荡研究方面取得重要进展

中微子振荡是目前被实验证实的超出粒子物理标准模型的新物理现象，它表明中微子具有非零质量，而且其质量本征态和味道本征态存在混合。非零的中微子混合角θ13于2012年首次被大亚湾实验所测量到。在此之后，随着实验数据的不断增多，而且由于长期运行，大亚湾实验粒子探测器性能逐步下降，故而引起缪子探测效率降低和缪子相关的实验本底增加，理解探测器性能变化、减小实验系统误差和降低实验本底成为这次物理分析的关键。

凌家杰教授团队通过一年多的努力，独立开发了一套完整物理分析软件。利用反贝塔衰变的快慢信号特征提出了分离多重事例挑选算法，压低实验中的偶然符合本底，并能够精确计算挑选效率。针对宇宙射线引发的各类本底进行了细致分析，创新性的提出了通过降低内水池光电倍增管击中阈值来压低缪子衰变本底，并通过内外水池的观测对剩余缪子衰变和快中子本底进行标定。对于缪子引发的Li9 /He8本底，利用其能量、时间和距离等多维度信息，准确测量了此本底的数量和能谱。分析结果与中科院高能所和美国伯克利国家实验室的科研团队相互验证一致。中大团队成员17级直博生余泓钊、已毕业的18级岳保彪博士和17级胡焯钧硕士对此次物理分析工作做出了重要贡献。

大亚湾反应堆中微子振荡概率曲线

凌家杰教授研究团队利用大亚湾中微子实验所采集的全部数据进行了中微子振荡分析，对中微子振荡参数θ13和中微子质量平方差Delta m^2_32做了目前世界上最精确的测量，其实验精度分别达到2.8%和2.3%，尤其是θ13的测量精度将长期保持世界领先。相关研究结果以“Precision Measurement of Reactor Antineutrino Oscillation at Kilometer-Scale Baselines by Daya Bay ”为题发表于国际著名学术期刊Physical Review Letters杂志。

来源：中山大学物理学院

“科研动态 | 凌家杰教授课题组在中微子振荡研究方面取得重要进展”

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生命科学学院陈龙课题组揭示了拟南芥SWI/SNF染色质重塑复合体靶基因结合及组装的分子机制

Switch defective/sucrose non-fermentable （SWI/SNF）复合体是一个进化上保守的由多亚基组成的ATP依赖性染色质重塑复合体。它通过ATP水解提供能量重塑染色质结构, 从而对基因转录进行调控。植物SWI/SNF亚基在细胞分化、发育和对各种环境信号的反应中起着关键作用，它们的突变导致叶片发育、根干细胞维持、花形态形成、胚胎发育以及营养体到成体阶段的转变等方面的严重缺陷。然而，这些亚基的突变如何改变植物SWI/SNF复合体在染色质上的功能并导致发育受损和对环境刺激响应缺陷的分子机制仍然未知。此外，植物的SWI/SNF亚复合体的活性和基因组靶向是否以及如何相互协调以调节染色质结构和基因表达也知之甚少。最后，植物SWI/SNF亚复合体的组装的过程及机制也完全不清楚，同样也阻碍了对植物SWI/SNF复合体功能的理解和认识。

 为了表征三种不同的植物SWI/SNF复合体并确定其亚基组成的差异是否会导致不同的基因组靶向，该研究通过染色质免疫沉淀结合高通量测序（ChIP-seq），绘制了SAS、MAS和BAS亚复合体的全基因组靶基因图谱。发现三种植物SWI/SNF亚复合体在染色质上既有重叠也有特异性的基因组靶向性，另外三种SWI/SNF亚复合体在靶基因上的结合位置也存在差异。同时该研究也发现SAS亚复合体的突变会导致BAS亚复合体的结合往上游启动子区域偏移，揭示了BAS亚复合体的基因组定位依赖于SAS亚复合体；另外，BAS亚复合体的突变会导致SAS亚复合体在它们共靶基因上的结合强度下降。

 同时，该研究通过研究SAS亚复合体的组装情况，证明了SAS亚复合体核心模块亚基SWI3D在SAS亚复合体稳定中的关键作用。SWI3D丢失使SAS复合体解体，同时会破坏SYD在靶基因上的结合；另一方面，删除SWI3D 的SANT结构域会破坏SWI3D-SYD之间的相互作用从而导致SWI3D蛋白质丰度的降低. 因此，推测可能与哺乳动物SWI/SNF复合体组装不一致，植物中的ATP酶催化亚基可能稳定核心模块的组装。为了验证这种可能性，将syd-5突变体引入SWI3D-GFP转基因植株中。令人惊讶的是，发现在缺少SYD催化亚基的情况下，SWI3D-GFP蛋白水平显著降低，这表明SAS亚复合体中的ATP酶对核心模块的稳定起着至关重要的作用。

SAS亚复合体的ATP酶对核心模块的稳定性至关重要

这些发现证明了SWI/SNF染色质重塑复合体在真核生物进化过程中的差异性，并为全面理解植物SWI/SNF复合体的组装、基因组靶向和功能奠定了基础。该研究成果以“Organization, genomic targeting, and assembly of three distinct SWI/SNF chromatin remodeling complexes in Arabidopsis”为题发表在在The Plant Cell。中山大学生命科学学院为第一作者单位。

来源：中山大学生命科学学院

“我院李陈龙课题组揭示了拟南芥SWI/SNF染色质重塑复合体靶基因结合及组装的分子机制”

03

海洋科学学院苏明教授团队在南极主动大陆边缘沉积体系特征及发育演化模式研究取得新进展

主动大陆边缘是地球上构造运动最活跃的地带，常有强烈的地震与火山活动，对海底地形地貌及深水沉积体系的发育演化起着重要的制约作用。与中、低纬度地区不同，高纬度主动大陆边缘因受冰盖-冰架作用的影响，使得沉积体系更加复杂，特别在构造-沉积交互过程的机制解析上还非常局限。

苏明教授研究团队聚焦现存的唯一高纬度主动大陆边缘—南极半岛南设得兰陆缘（岛弧），通过深入剖析其地形地貌及深水沉积记录，明确了南极主动陆缘沉积体系特征及发育演化模式。南设得兰陆缘的沉积演化极为独特，主要受控于区域构造运动，具体表现为3个方面：（1）南设得兰群岛长期构造抬升，从而冰期-间冰期气候旋回期间有大量陆源碎屑物质被风化侵蚀并输送到南设得兰陆架，发育进积楔，这一特征有别于其它大部分南极陆架；（2）沉积体系表现出空间差异性分布特征，被动-主动陆缘过渡带发育复合型沉积体系。自末次盛冰期以来，重力流-底流作用分阶段交替发生，但主动陆缘以重力流沉积为主。虽然威德尔海底层水（WSDW）和环极深水（CDW）在此区域较为强劲，但其对沉积作用的影响仅局限在地震诱发的小型滑移滑塌台地内；（3）构造挤压程度与坡度陡缓影响了海底峡谷发育规模和形态，表现为挤压越显著则海底峡谷深泓线越凸，峡谷间距越小，长度越短。

此外，通过对比中、低纬度相似构造背景的汤加、琉球及马里亚纳等岛弧体系，发现它们的底流沉积体系均为局部小面积发育或不发育，但海底峡谷则表现出相似的地貌参数，全球性差异较小。初步分析认为相似的平均坡度角（7~10°）为岛弧沉积体系发育演化的主控因素，而具有纬度差异性的沉积物供给（如冰川、河流等）对海底峡谷地貌形态影响较小。这一认识有助于深入了解岛弧系统沉积体系类型及发育模式，并为高纬度地区构造-沉积交互过程提供相应的研究实例。

汤加、琉球、马里亚纳、南设得兰弧后盆地海底峡谷深泓线、长度、平均宽度特征及对

上述研究成果以“Deep-water sedimentary systems and tectono–sedimentary interactions on the oblique convergent margin in Antarctica”为题发表于期刊Sedimentology。论文第一作者为刘姗博士后，苏明教授为共同通讯作者。

来源：中山大学海洋科学学院

“海院科研动态（75）| 南极主动大陆边缘沉积体系特征及发育演化模式研究取得新进展”

04

地球科学与工程学院周宇教授团队在GJI上发表文章：基于历史影像的1976年Ms 7.3级土耳其地震同震形变的再分析

深研究陆内强震对我们理解活动构造以及评估未来地震风险非常重要。地震研究的要点在于准确获取地震的震级、滑动分布、滑动历史等特征。自上世纪90年代以来，随着大地测量与遥感技术的发展，我们可以方便、准确地获取地震的同震形变场，以进一步研究地震的滑动特征。但是对于90年代以前的地震，由于遥感数据的缺乏，历史地震的研究受到了限制。美国锁眼（KeyHole，KH）卫星数据的公开解决了数据匮乏的难题，为我们研究70~90年代的历史地震提供了可能。周宇老师、博士研究生卢乐浚发展了利用历史遥感影像准确厘定地震形变的新方法，并将其应用到土耳其Chaldiran地震的研究。

1976年11月24日，位于土耳其东部的Chaldiran城镇发生了一次Ms 7.3级的右旋走滑型地震（震中位置39.10°N，44.02°E），造成超过4000人员伤亡。由于这次地震处于阿拉伯板块与欧亚板块交接地带，其发震断层Chaldiran断层被认为是调节板块间持续变形的主要断层之一。目前已有的研究主要是根据野外调查观测开展的，仅能关注地表破裂特征，对断层滑动特征研究较少。另外，Chaldiran断层的现今滑动速率也有较大争议。GPS观测表明该断层的滑动速率高达8-12 mm/yr，而基于地貌位错和地质测年结果得到的滑动速率为3.3±0.2 mm/yr，二者存在较大差别，因此断层的实际活动速率仍需进一步确定。

结合多种KH历史影像和现代Pleiades卫星立体影像，作者利用亚像元互相关匹配算法提取了Chaldiran地震的同震形变场。利用弹性位错模型和跨断层提取的位移剖面，反演确定了沿断层走向的同震滑动分布，平均右旋滑动量约为3.9 m，大于前人在野外测量的地表位错（约3.0 m）。该结果表明断层总形变（3.9 m）可能是由近断层滑动（3.0 m）以及远断层形变（约为近断层滑动的30±16%）两部分组成的。

为进一步确定Chaldiran的滑动速率，作者测量了两处保存良好的累积断错地貌，发现在过去几个地震周期中地震的水平位错与垂直位错的比值保持一致。根据这一致的位错比值，以及前人在野外测量分析得到的位错丛集，共同推断出Chaldiran断层在晚第四纪期间具有较为稳定的活动特征。与此同时，综合分析该区域已有的地球物理和地质观测结果，认为地质速率能更好地反映该断层的现今滑动速率，而GPS观测的滑动速率可能偏高。作者认为GPS速率偏高的原因是，GPS观测无法区分Chaldiran断层及邻近活动断层的运动，导致GPS速率中可能包含有邻近断层的运动。

累积断错地貌的位错测量结果

该研究成果以“Coseismic deformation of the 1976 Ms 7.3 Chaldiran earthquake in eastern Turkey measured by satellite imagery, in comparison with field measurements”为题发表于Geophysical Journal International。博士研究生卢乐浚为第一作者，周宇教授为通讯作者。

来源：中山大学地球科学与工程学院

“科研动态｜我院博士研究生在GJI上发表文章：基于历史影像的1976年Ms 7.3级土耳其地震同震形变的再分析”

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材料科学与工程学院陈永明、刘利新在纳米疫苗促进三级淋巴结形成用于鼻咽癌治疗取得进展

三级淋巴结（Tertiary lymphoid structures，TLS）具有与次级淋巴器官类似的结构和功能，也称为异位淋巴组织，通常在慢性炎症组织中形成。TLS包含由大量T细胞包围B细胞组成的细胞团。B细胞作为抗原递呈细胞能在原位将处理后的抗原呈递给T细胞，进一步增强T杀伤肿瘤能力。最近研究表明，在肿瘤部位出现TLS与肿瘤患者良好预后有关。这说明TLS与肿瘤患者预后有着密切关系，促进TLS形成可望成为抑制肿瘤生长的一种治疗新策略。然而TLS自然形成过程缓慢且不可控，如何快速和可控的诱导在肿瘤中形成TLS是一个挑战。

陈永明教授和刘利新教授团队报道了通过纳米颗粒疫苗（pECM）加速肿瘤中TLS的形成来抑制肿瘤生长的研究。本研究采用被FDA批准作为食品添加剂的植物来源单宁酸作为递送载体，采用激活B细胞的TLR-9激动剂CpG和激活T细胞的STING激动剂Mn2+作为佐剂；选用鼻咽癌（Nasopharynx cancer，NPC）患者持续表达的蛋白EBNA1作为抗原；利用快速纳米复合技术（Flash nanocomplexation，FNC）制备出尺寸约100纳米的pECM。

为了评价纳米疫苗的抗肿瘤效果，作者首先构建了模拟鼻咽癌小鼠模型，并使用不同组成的纳米疫苗进行治疗。相比于游离疫苗和单佐剂纳米疫苗而言， pECM可更有效的抑制肿瘤生长并明显延长小鼠生存时间。抗肿瘤机制研究表明，pECM在激活发挥效应功能的T细胞上更有优势。在动物模型外周血中，pECM治疗组产生了由CD8+ T 和CD4+ T 细胞表达的最高数量IFN-γ, TNF-α 和IL-2 细胞因子。ELISPOT检测脾脏淋巴细胞产生IFN-γ的细胞数量也表明pECM治疗组在激活细胞免疫上优于对比组。

为进一步探究为何pECM疫苗在激活T细胞方面更有优势，该研究采用HE染色和免疫荧光染色对肿瘤微环境进行分析。结果表明，在pECM治疗的小鼠肿瘤中有数量多并且面积大的浸润淋巴细胞团，说明了形成了TLS。并且，观察到正常化的肿瘤血管和淋巴管，以及有大量淋巴细胞围绕高内皮静脉的形成。这些脉管系统正常化可降低肿瘤间质压力，反过来促进外周循环的淋巴细胞浸润肿瘤，形成由大量B细胞包裹T细胞的TLS。为探究肿瘤中TLS形成后引起的变化，该研究采用流式细胞仪分析得出肿瘤中TLS形成后引起具有杀伤作用的CD8+T细胞比例增加，以及作为专职抗原递呈细胞CD80+MHCll+B细胞比例增加。尤其值得注意的是，作为B细胞将抗原呈递给T细胞的直接证据，B220+CD8+T细胞比例较对照组显著增多，表明了肿瘤TLS中T细胞、B细胞存在相互作用。进一步该研究采用淋巴细胞抑制剂FTY720抑制次级淋巴器官的淋巴细胞外排，在肿瘤局部给予抗原刺激后，肿瘤中发挥效应记忆T细胞的比例没有明显下降，表明肿瘤中TLS形成后可独立于外周次级淋巴器官发挥刺激T细胞的作用。

TLS的形成、肿瘤微环境中B细胞和T细胞激活（A）不同治疗组肿瘤浸润淋巴细胞HE照片；（B-E）不同治疗组肿瘤免疫荧光照片；（F-I）肿瘤微环境中B细胞、T细胞以及B-T细胞相互作用比例；（J）肿瘤内TLS发挥抗肿瘤示意图；（K）TLS、次级淋巴器官和外周血中效应记忆T细胞比例

这项工作揭示了双佐剂纳米疫苗通过诱导肿瘤部位脉管系统正常化和肿瘤部位产生趋化因子进而招募成熟的T细胞、B细胞浸润肿瘤，缩短了瘤内TLS的形成时间。以上研究成果以“Nanovaccines Fostering Tertiary Lymphoid Structure to Attack Mimicry Nasopharyngeal Carcinoma”为题目发表在ACS Nano上。中山大学材料科学与工程学院博士研究生温祯福为第一作者，刘利新教授、陈永明教授为共同通讯作者。

来源：中山大学材料科学与工程学院

转自：“中大科研”微信公众号

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