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生物技術前沿一周縱覽(2015年3月27日)

2015-03-27 11:44 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

 玉米單個小孢子全基因組測序


在植物中因為細胞壁阻礙了核內容物的分離和裂解,進行單細胞測序仍然是一個挑戰。作為一種細胞遺傳學和基因模型,玉米已被成功地用于剖析重組變異。研究人員開發出了一種簡單的方法可從玉米四分體(tetrad)中分離出4個小孢子,并對單個小孢子進行了全基因組測序,在單細胞水平上研究了植物中的重組。在24個四分體基礎上利用599154個單核苷酸多態性(SNPs)構建出了一個高分辨率重組圖譜。同時還在群體水平上觀察到負重組位點干擾(negative crossover interference)。此外,首次在玉米中觀察到了復雜的染色單體干擾,表明遺傳背景有可能影響了基因組選擇和進化。這些研究結果為更深入的了解減數分裂重組由此提高植物育種提供了有用的信息。(Nature Communications
 
 
首個小麥單體型圖譜發布
 
在遺傳學中,單體型圖譜是將序列水平變異轉化為多個基因圖譜的一種強有力工具。所有這些新的、基因組為基礎的育種策略,都有望顯著加快育種周期,并縮短未來小麥品種的釋放時間??茖W家公布了一項為期兩年的、關于“小麥基因組多樣性”的研究結果,為將來世界小麥的品種改良,打下了重要的基礎。該項工作,產生了第一個小麥單體型圖譜,詳細描述了全球范圍內的小麥樣品系遺傳差異。這些數據可提高小麥基因組中基因定位的精度,提高科學家們在育種試驗中選擇最佳品系的能力。該項目通過國際小麥基因組測序聯盟協調,包括加拿大、澳大利亞、英國和美國的研究機構。(Genome Biology
 
 
時空調控miRNAs影響莖尖發育
 
在發育過程中干細胞自我更新和細胞分化的協調受到一些microRNAs (miRNAs)參與的交叉遺傳信號通路的調控。miRNAs被招募到以Argonaute (AGO)為中心的RNA誘導的沉默復合體處抑制了靶基因的表達。研究人員證實AGO10通過miR165/166介導了非細胞自主性信號。通過嵌合互補分析,確定了從發育胚胎到成熟胚胎頂端和中心區域,最終到子葉和新葉原基整個近軸面和脈管系統,AGO10通過時空上抑制miR165/166活性確保了正確的莖尖端分生組織(SAM)編程。此外,研究人員系統地檢測了9個MIR165/166成員的時空表達模式,研究了它們對于SAM維持的貢獻。該研究揭示出了時空調控AGO10-miR165/166活性影響SAM發育的機制。(Cell Reports
 
 
豬籠草的捕食袋如何形成
 
豬籠草是著名的捕蟲植物,它們長著管狀或壺狀的“袋子”用于捕食蟲子和吸收營養。不過,這種獨特的“袋子”是怎么形成的卻一直是個謎。豬籠草的“袋子”其實是袋狀的葉子,其中儲存有消化液。利用掃描電子顯微鏡觀察了一種豬籠草葉片的發育過程。他們發現,造成豬籠草葉片獨特形狀的主要原因,是葉片細胞分裂的方向不同于植物通常擁有的扁平葉片。扁平葉片的細胞分裂方向相對于葉片表面來說是垂直的。而豬籠草葉片的尖端和常見的扁平葉片的細胞分裂方向相同,但是在葉片根部,中央部分的細胞卻是以與葉表平行的方向發生細胞分裂。葉片尖端部分和根部不同的成長方式結合在一起,就形成了袋狀葉子。豬籠草“袋子”形成機制的發現將有助于改造作物和花卉。(Nature Communications
 
 
薔薇科委陵菜族(Potentilleae)的分類學研究新進展
 
委陵菜族(Potentilleae)是薔薇科下的一個大族,包含15屬約2000種,是北溫帶高山成分的代表類群。重要經濟作物草莓(Fragaria)即屬于本族。傳統的單純依靠形態的分類系統已不能準確反映物種的進化歷史,需要我們重新審視委陵菜族的分類。研究人員在前期的物種采集和野外調查過程中,在西藏林芝地區海拔3300米的高山草甸發現了一類似山莓草屬光葉山莓草(Sibbaldia glabriuscula)的居群。進一步的形態學研究表明此類群與近緣種光葉山莓草有明顯區別,可以很好的界定為一新類群。運用核基因(ITS)和葉綠體基因(trnL-F)對新類群和相關屬種構建系統發育樹,結果表明此類群應該歸入新成立的Argentina屬,將此類群描述為新種Argentina songzhuensis Feng &Wang。新種描述和其他野外工作為后續委陵菜族的系統分類學研究奠定了基礎。(Plan Systematics and Evolution
 
 
新方法改進可變蛋白質的結晶
 
柔性(Flexibility)是蛋白質的一個固有特性,對于它們的生物學功能至關重要。但通常認為,蛋白質柔性較大的區域容易發生構象變化,使得蛋白質分子構象不穩定。目前要獲得具有不同構象的蛋白質的高質量結晶仍然是一個挑戰。研究人員開發了一種新方法將傳統的沉淀劑固定到分子印跡聚合物上可促進蛋白質結晶,這種技術尤其適用于可變蛋白質。通過利用這種方法,他們獲得了人類FMRP蛋白柔性N-端的高質量晶體。研究人員揭示出了一個新的KH結構域和分子間二硫鍵,并在溶液中發現了幾種類型的二聚體,由此獲得了關于這一蛋白質功能的一些新認識。此外,他們還利用這種固定沉淀劑MIPs (piMIPs)成功地促進了可變蛋白晶體形成,以更大的衍射分辨率獲得了5種模型蛋白。這突顯了piMIPs在可變蛋白質結晶中的巨大潛力。(Nature Communications
 
 
如何提高基因組編輯的特異性
      
目前基因組編輯的效率還不夠高,脫靶效應大大限制了它們的應用范圍,尤其是在臨床方面。一項新研究解決了這個問題,大大提高了TALE核酸酶編輯基因組的特異性。TALE蛋白的DNA 結合結構域由不同數量的重復單元組成,每一個重復單元特異識別一個DNA堿基對。大多數情況下每個重復單元由34個氨基酸組成,其中第12、13位的氨基酸變化較大,這兩個不保守的氨基酸被命名為RVD(repeat variable diresidue),決定著TALE重復單元識別的核苷酸種類。為了突破局限,研究人員開發了一組拓展型RVD,并用這些RVD來改進TALE的性能。新型RVD能夠大大減少TALE核酸酶的脫靶效應。這項研究為人們提供了新RVD及其設計策略,有助于開發更強大的TALE,進一步擴大這一技術在醫學和生物技術領域的應用范圍。(Nature Methods
 
 
是誰遮蔽了世界漁業真相
 
全世界捕撈了多少魚?它們涉及哪些種類?如何改變才能確保漁業可持續發展和避免破壞海洋環境?Pauly團隊將出版所有數據的全球圖集,計劃首次揭示出該研究預計的世界漁業的真實年產量。之前發表的出版物揭示,相關數字至少比發達國家提供給FAO的數字高50%,對于發展中國家而言則更高。Pauly表示,這些數據描繪了海洋現狀的暗淡前景。盡管FAO的官方數字建議,近年來海洋捕獲物的數量已經趨于穩定,但Pauly的工作揭示,全球海洋捕撈量在下降。相關討論并非僅局限于學術層面。Pauly表示,捕撈物的下降將意味著一些國家的漁業存在過度捕撈問題。(Nature
 
 

來源:基因農業網

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