? "

注册送28元满100提现拥有全球最顶尖的原生APP,每天为您提供千场精彩体育赛事,注册送28元满100提现更有真人、彩票、电子老虎机、真人电子竞技游戏等多种娱乐方式选择,注册送28元满100提现让您尽享娱乐、赛事投注等,且无后顾之忧!

" ?


生物技術前沿一周縱覽(2017年2月24日)

2017-02-24 15:02 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

生物技術前沿一周縱覽(2017224日)

小麥單元型區段形成和演化研究出現新見解

 

普通小麥是異源六倍體,經歷了從二倍體到四倍體(四倍體化)和四倍體到六倍體(六倍體化)兩次多倍體化事件。研究人員利用9K SNP芯片(全部位于基因編碼區)對小麥及其近緣種基因型分析后發現多倍體化對基因和基因組的沖擊遠大于馴化和遺傳改良。整體而言,現代品種基因的多樣性較地方品種更高,這與以往的認識是相矛盾的。造成這種現象的原因是小麥作為嚴格的自花授粉作物,在先民馴化、種植和選擇過程中積累了大量的變異,但這些變異主要集中在基因間區和調控區,現代育種(人工雜交)促進了不同群體間基因的交流和有效重組,提高了基因的多樣性。研究還發現馴化和育種對A基因組的選擇明顯強于B基因組,前者單元型區段數量少、但遺傳跨度大,連鎖不平衡更明顯,A基因組擁有更多與產量性狀顯著關聯的位點或區段,因此,提出小麥基因組進化過程中存在明顯的非對稱性。該研究為海量SNP數據分析提供了參考和思路。(Scientific Reports

 

 

科學家在薔薇科葉綠體系統發育基因組研究中取得進展

 

系統發育基因組學是基因組學和系統發育生物學融合產生的一個交叉學科,主要用基因組水平的大規模分子數據解析生物之間的系統發育關系,并利用系統發育原理研究基因組進化機制。研究人員依托中國西南野生種質資源庫分子生物學實驗中心的設施和平臺,利用葉綠體系統基因組學的方法重建了薔薇科79132種的系統發育樹,成功解析了薔薇科各亞科、族和屬間系統發育關系?;谶@棵高支持率、高分辨率的系統發育樹,估算了薔薇科及其主要分支的起源和分化時間,推斷了古氣候對薔薇科主要分支多樣化的影響。主要結論包括:1)在葉綠體系統發育基因組學研究中,序列的比對質量和模型選擇對于正確解析類群間系統發育關系至關重要;2)薔薇科亞科、族和大部分屬間系統發育關系獲得解析并被很好支持;3)薔薇科起源于晚白堊紀,之后經歷了多次的多樣化速率的變化;4)亞科和族的快速多樣化發生在晚白堊紀的溫暖濕潤的環境中,而從早漸新世以來屬的多樣化發生在干冷的環境中。該研究對于揭示薔薇科的起源與多樣化具有重要的科學意義,為進一步研究該類群進化問題打下了基礎。(New Phytologist

 

 

沙棘果顏色形成機理

 

沙棘具有巨大的生態價值和經濟價值。在自然界,沙棘漿果主要有黃色、紅色兩大類。研究表明,紅果沙棘的抗氧化物質維生素C、番茄紅素、β胡蘿卜素等含量明顯高于黃果沙棘。研究人員發現,沙棘漿果的著色主要決定于番茄紅素與β胡蘿卜素含量累積的差異,當番茄紅素的含量顯著高于β胡蘿卜素時,果實呈紅色,反之則呈黃色。葡萄糖醛酸途徑可能在沙棘維生素C生物合成過程中發揮了重要作用。(FASEB)

 

 

揭示病毒抑制植物RNA沉默新機制

 

RNA沉默是一種由雙鏈RNA誘導的、序列特異性的核酸降解和基因表達調控機制,是植物抵御病毒侵染的重要防衛機制??蒲袌F隊在前期研究中發現中國番茄黃曲葉病毒(TYLCCNV)伴隨的衛星分子編碼的bC1蛋白是一個重要的致病因子,也是一個RNA沉默抑制子(Cui et al., Journal of Virology 78: 13966-13974,2004;79: 10764- 10775,2005)。隨后發現,bC1通過上調植物一個鈣調素類似蛋白Nbrgs-CaM表達而抑制植物RNA沉默通路中一個重要組份RNA依賴的RNA聚合酶6RDR6)的功能(PLoS Pathog 10: e1003921,2014)。由于RDR6可與雙鏈RNA結合蛋白SGS3互作并形成復合體,因此科研團隊對Nbrgs-CaM是否會影響SGS3的功能開展了研究。研究發現Nbrgs-CaM能與SGS3能夠互作,但不能與RDR6互作;Nbrgs-CaM能與SGS3互作結構域對于Nbrgs-CaMSGS3的功能至關重要;Nbrgs-CaM的過表達不僅能夠影響SGS3的亞細胞定位,使其不能定位于‘siRNA-bodies’上,也會降低SGS3蛋白在植物中的積累量;Nbrgs-CaM通過細胞自噬途徑介導了SGS3的分解,并促進了雙生病毒侵染。該研究詮釋了雙生病毒逃避植物RNA沉默防御的分子機制,為植物抗病毒提供了新理論和策略。(PLoS Pathogens

 

 

研究人員發現植物中一個全新的印記基因——女媧

 

親本效應(parental effect)是指生物體后代的性狀只受到某一個親本基因型的影響,而不受到另一親本的基因型影響的現象。在植物發育過程中,親本效應主要體現在早期種子發育時期,即某些基因對于胚胎和胚乳發育的影響僅是由單親本來源的產物控制的。研究人員發現并鑒定了一個新的植物印記基因——NUWA(女媧),該基因對植物早期發育的親本效應兼具印記與非印記兩種類型。首先,NUWA是一個擬南芥的必需基因,其功能的缺失導致雌配子體傳遞率下降,且早期胚胎和胚乳中出現細胞/核增殖缺陷,并最終導致種子敗育。其次,NUWA是母本表達的印記基因,因為從受精前的配子體發育階段到受精后的16細胞胚胎階段,都只有NUWA的母本等位基因的轉錄和翻譯能被檢測到,且受精后,NUWA的母本等位基因的重新(de novo)轉錄過程也可在合子期被檢測到。目前已經被鑒定的其他植物印記基因多數編碼細胞核定位的蛋白,而NUWA蛋白定位于線粒體,并且對發育早期線粒體的形態和功能非常重要。NUWA的母本效應很可能是為了維持或提高植物早期發育階段中細胞器與細胞核協調工作的效率而被驅動演化的。受精前,NUWA僅在雌配子體中表達。受精后,在早期胚胎和胚乳中,由核基因組編碼的、母本等位基因特異表達的NUWA蛋白仍然定位于母體承襲的線粒體中,并在其中發揮其功能;而與此同時,在父本承襲的非常少量的線粒體在胚囊中被全部降解,NUWA的父本等位基因沒有表達。也就是說,在線粒體中起重要功能的由核編碼的NUWA基因,其母本等位基因的特異性表達模式與線粒體的母系遺傳實現了完美協調。這一發現不僅揭示了植物的印記基因參與的早期亞細胞過程的新方面,也揭示了線粒體的母本控制的一個新的獨特機制,并且為植物早期發育過程中細胞核、細胞器的協調機制又增加了一個復雜的層面。(PLoS Genetics

 

 

 成功鑒定了Cpf1蛋白的精確切割位點

 

CRISPRClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)是存在于原核生物中的獲得性免疫系統,CRISPR相關蛋白Cas9已廣泛應用于基因組編輯和許多其他應用當中。Cpf1蛋白隸屬于II type V CRISPR系統。研究人員試驗發現,Cpf1切割靶標DNA并不像之前報道的那樣,只切割靶標DNA互補鏈的23位和非互補鏈的18位,而是在非互補鏈的14位到18位形成多個切割位點。研究人員還發現Cpf1的切割位點受到crRNA spacer序列長度的影響。當spacer序列長度>20的時候,Cpf1傾向于切割非互補鏈的18位,而當spacer序列長度<20的時候,Cpf1傾向于切割非互補鏈的14位?;?/span>Cpf1在較短spacer長度的crRNA介導下,可以特異切割靶標DNA14位與22位,形成8nt的長黏性末端的特性,結合Taq DNA連接酶高精度的連接特性,研究人員將其開發為一個大DNA片段體外無縫編輯的新工具。在應用實例中,研究人員成功將30kb的放線紫紅素合成基因簇內部調控基因actII-orf4的啟動子進行了原位的替換。經過反應條件的優化,替換的陽性率達到70%以上。該方法為大片段體外編輯提供了一個高效工具。(Nucleic Acids Research

 

 

人工合成非天然輔酶

 

能量代謝是生命活動的基本特征之一,需要能量載體(輔酶)介導。天然能量載體如還原型吡啶核苷酸輔酶(Nicotinamide adenosine dinucleotide,NADH),由于可參與眾多代謝反應和其它生物過程,使能量代謝調控存在選擇性差、生物學效應可預見性低等突出問題。研究人員設計合成了非天然輔酶煙酰胺胞嘧啶二核苷酸(Nicotinamide cytosine dinucleotide,NCD),改造了氧化還原酶的輔酶結合口袋,篩選得到非天然輔酶偏好型的突變酶;體外實驗表明,突變酶可保持與野生酶相當的催化效率、底物/產物選擇性等催化性能,從而創建了生物正交的氧化還原催化體系(J. Am. Chem. Soc.,2011,133,20857)。并成功改造獲得了NCD偏好型亞磷酸脫氫酶突變體Pdh*,以用于催化氧化亞磷酸鹽高效產生還原型非天然輔酶NCDH;設計的一系列體外多酶催化體系,發現NCDH介導的反應獨立于其它依賴天然輔酶的反應,即具有選擇性能量傳遞的特性。以大腸桿菌為宿主,采用基因工程手段過表達Pdh*、NCD偏好型蘋果酸酶突變體Mae*和核苷酸轉運蛋白Ndt,所得工程菌在亞磷酸鹽、葡萄糖和催化量NCD存在下孵育,蘋果酸產量和得率比不添加NCD的體系均有顯著提高;而不表達Ndt的工程菌,體系中添加NCD對蘋果酸積累無明顯影響。結果說明,工程菌攝取NCD,利用亞磷酸鹽為能量源,產生NCDH,選擇性驅動Mae*催化的丙酮酸還原羧化反應合成蘋果酸。該研究成果為開展基于非天然輔酶的化學生物學和合成生物學研究提供了科學依據。(ACS Catalysis

 

來源:

相關文章

? 注册送28元满100提现