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生物技術前沿一周縱覽(2014年2月28日)

2014-07-02 22:07 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

醋酸可殺死高度耐藥菌

分枝桿菌可以引起肺結核和麻風病。非結核分枝桿菌在環境中很常見(例如自來水),這些細菌能夠抵抗常見的殺菌劑,它們形成的感染往往需要長達幾個月的治療。耐藥性的結核桿菌(TB)會帶來嚴重的生物安全問題,人們往往用氯漂白劑對TB培養物和臨床樣本進行消毒,但這樣的漂白劑不僅有毒而且還有腐蝕性;市面上也有一些其他殺菌劑,但它們對于發展中國家來說過于昂貴。IVIC的一項新研究指出,醋酸將有望成為無毒又廉價的殺菌劑,幫助人們對付棘手的耐藥分枝桿菌。醋里的活性成分(醋酸)能夠有效殺死分枝桿菌,包括那些高度耐藥的結核分枝桿菌(TB)。研究人員發現6%的醋酸溶液,只比超市里的食用醋濃度高一點,作用30分鐘就能夠有效殺死結核桿菌,包括那些能抵抗幾乎所有抗生素的菌株。研究人員又檢測了醋酸殺死膿腫分枝桿菌(M. abscessus)的能力,這是一種耐藥性最高的非TB致病分枝桿菌,10%的醋酸作用30分鐘即可有效消滅膿腫分枝桿菌。此外,研究人員還向醋酸中加入白蛋白和紅細胞來模擬臨床環境,發現醋酸依然有效,因此,醋酸有望用于臨床或者分枝桿菌實驗室中對醫療器械進行滅菌,或者處理培養物和臨床樣本。不過在這些實際應用之前,還需要進一步的深入研究。(mBio)

水稻中的雜種劣勢研究

生殖隔離在物種形成過程中發揮重要作用。雜種劣勢是一種被科學家長期忽略、但在自然界廣泛存在的重要生殖隔離形式。對雜種劣勢遺傳和分子機理的研究,將加深我們對生殖隔離和物種形成的理解。此外在雜交育種過程中,育種家在許多作物中都發現了雜種劣勢現象,從而阻礙了我們對雜種優勢的充分利用。因此,對雜種劣勢的遺傳和分子機理研究具有重要意義。在一項新研究中證實,兩個不相容顯性基因座Hwi1和Hwi2上的3個基因,有可能決定了水稻種間雜種中高溫依賴性的雜種劣勢表達,這是在單子葉植物中首次分離出與雜種劣勢有關的基因。Hwi1基因座上包含有兩個富含亮氨酸重復序列類受體激酶(LRR–RLK)基因:25L1和25L2,它們為海南普通野生稻(Oryza rufipogon)所特有,誘導了雜種劣勢。Hwi2是一種主要分布在亞洲栽培稻品種特青(Oryza sativa)上罕見等位基因,編碼了一種分泌型的類枯草桿菌蛋白酶。功能分析結果表明同時攜帶Hwi1和Hwi2可觸發自身免疫反應,阻礙根的形成以及破壞莖干生長,從而使絕大多數植株在進入生殖生長前發生死亡,阻礙了物種間正常的遺傳交流,形成生殖隔離。這些研究結果增進了我們對于生殖隔離機制的認識,有可能對水稻育種產生重要的影響。(Nature Communications

蓖麻bZIP家族基因鑒定與表達分析

bZIP(basic leucine zipper)轉錄因子廣泛分布于真核生物中,在植物中涉及多種生物進程,其中ABF亞族更是ABA信號途徑中重要的調控因子。蓖麻是雙子葉胚乳型植物的典型代表,是大戟科中重要的油料作物,其種子油被廣泛地應用在工業上。研究人員發現bZIP轉錄因子可能參與ABA調控蓖麻油脂合成信號途徑,為此研究人員在蓖麻全基因組中鑒定得到蓖麻bZIP家族所有成員,進一步對蓖麻bZIP家族基因結構、蛋白質結構、二聚化特性、進化以及表達譜分析。對擬南芥和蓖麻中bZIP成員的系統發生分析,發現二者既存在同源性,又在進化中有基因丟失現象?;贒GE高通量表達測序數據以及公開的蓖麻五個組織RNA-Seq數據分別對蓖麻bZIP基因的組織表達模式分析,得到種子特異性表達的或者潛在與油脂相關的基因。該研究結果為了解bZIP轉錄因子的結構和功能提供了重要信息,同時也為揭示蓖麻bZIP基因與蓖麻生長和發育,尤其是在種子儲存物質累積中的作用提供了線索。(Planta

標繪酵母基因差異的新方法

很多DNA變體通過改變一個或幾個基因的表達水平來影響表現型,因此人們目前對標繪這些“表達量化性狀位點”(eQTL)非常關注。這篇論文介紹了一個新的eQTL標繪(mapping)方法,它設計用來克服現有方法的局限性(現有方法所關注的是RNA或蛋白豐度)。該新方法依靠GFP(綠色熒光蛋白)標記來測定釀酒酵母中的單細胞蛋白質豐度。然后,用混合測序(Pooled sequencing)方法來對數千個蛋白豐度高和蛋白豐度低的人的整個基因組中的等位基因頻率進行比較。結果發現,對一個給定的基因來說,在影響mRNA和蛋白豐度的等位基因(位點)之間存在密切對應關系,同時該項研究也識別出了影響多個蛋白的熱點位置,后者對基因調控網絡有深遠影響。(Nature

定域化因子SpmX決定細菌形狀


目前對不同細菌形態的形成機制還很不了解。在這項研究中,Yves Brun及同事發現Caulobacter 和 Asticcacaulis sp.兩種細菌的spmX基因(它編碼溶菌酶家族的定域化因子SpmX)是對細胞形態有重要影響的一個發育調控因子。spmX決定向細胞被膜(cell envelope)的柄狀延伸(stalk-like extension)的位置是在兩極還是在兩側,而這兩個位置的差異正是區別Caulobacter 和 Asticcacaulis的特點。系統發生分析顯示,spmX 一個特定區域的逐步演變導致一個新功能的獲得和SpmX蛋白的定位,從而驅動“柄位置”(stalk position)的依次轉變。(Nature

螳螂蝦獨特辨色法

螳螂蝦作為一種甲殼綱動物,似乎用一種截然不同的新方式察覺顏色。一項最新研究發現,螳螂蝦的眼睛里有12種不同類型的感受器,每一種感受器能接收不同的波長。而人類和蜜蜂眼睛里僅有3種感受器,主要依靠大腦進行顏色分辨。為解析螳螂蝦對顏色分辨的獨特機制,研究人員對一種螳螂蝦進行了訓練,將食物和一種特定的有色光關聯,讓螳螂蝦熟悉該有色光的單一波長,之后,研究人員又引入了一種新顏色。新顏色逐漸變得和代表食物的有色光越來越接近,直到螳螂蝦再也無法區分這兩種波長。螳螂蝦能區分諸如橙色與黃色這兩種單一色,而這兩種顏色中間的差別對螳螂蝦來說可忽略不計。研究人員認為,為了能快速感知顏色,螳螂蝦“犧牲”了辨別顏色時的準確性。該方法有助于螳螂蝦節省腦力,使其能在五顏六色的珊瑚礁中更快速地發現朋友、敵人及獵物。(Science)

共享柔韌讓動物海闊天空

人類制造的任何東西都無法像水母一樣有效地穿梭于水中??茖W家發現,水母的每個觸手都能創造出壓力系統:從水母鐘形身體前部旋轉的低壓渦旋,會遇上形成于其身后的高壓膨脹。這種壓力梯度拉動著水母輕松地在水中穿梭。過去兩年間進行的水母推進力研究,揭示了讓這種半透明動物有效運動的一個重要結構特點:柔韌。但是,水母并不是唯一發現運用柔韌的動物。一項新研究調查了59種動物具有推進力的四肢,從虎鯨的鰭到飛蛾和蝙蝠的翅膀,再到海蛞蝓的翼狀腳。柔韌性不僅無處不在,并且經過了精妙的調整。無論動物生活在空氣中還是水中,無論它是利用皮膚、羽毛還是膠狀襟翼推動自己前進,四肢擁有推進力的所有動物似乎有相同的柔韌設計約束:在穩定動作中,結構長度的約1/3彎曲,彎曲角范圍從15度到40度。描述的這種精密的“生物形態空間”并不是共享基因的結果,但相同的解決方案被重復了無數次。(Nature Communications

發現與大豆發育相關聯基因GmFT4

中國科學院東北地理與農業生態研究所大豆分子設計育種重點實驗室夏正俊研究組繼成功克隆了大豆生育期基因E1后,在E1基因的作用機理研究方面取得了新的進展,發現了一個與E1表達相關聯的基因GmFT4。在不同的大豆品種中,E1的基因型及表達量都與GmFT4的表達量顯著相關。GmFT4在長日條件下誘導表達,并呈現一定的節律性,且這種節律受光調節,但在短日條件下表達受抑制。近年來研究表明FT蛋白為被子植物中的“成花素”,在植物葉中產生,通過輸導組織運輸到莖頂端分生組織,促進植物開花。GmFT4雖然屬于FT家族蛋白,但功能與GmFT2a/5a相反,是大豆開花的抑制因子。將GmFT4在模式植物擬南芥中過量表達可抑制擬南芥開花。據此推測,GmFT4可能在E1調控大豆開花通路中起重要作用,研究人員同時指出大豆中開花抑制因子GmFT4與開花促進因子GmFT2a/5a之間的平衡,決定著大豆的開花與成熟。(PLOS one

來源:基因農業網

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