生物技术前沿一周纵览(2015年3月27日)

2015-03-27 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

 玉米单个小孢子全基因组测序


在植物中因为细胞壁阻碍了核内容物的分离和裂解,进行单细胞测序仍然是一个挑战。作为一种细胞遗传学和基因模型,玉米已被成功地用于剖析重组变异。研究人员开发出了一种简单的方法可从玉米四分体(tetrad)中分离出4个小孢子,并对单个小孢子进行了全基因组测序,在单细胞水平上研究了植物中的重组。在24个四分体基础上利用599154个单核苷酸多态性(SNPs)构建出了一个高分辨率重组图谱。同时还在群体水平上观察到负重组位点干扰(negative crossover interference)。此外,首次在玉米中观察到了复杂的染色单体干扰,表明遗传背景有可能影响了基因组选择和进化。这些研究结果为更深入的了解减数分裂重组由此提高植物育种提供了有用的信息。(Nature Communications
 
 
首个小麦单体型图谱发布
 
在遗传学中,单体型图谱是将序列水平变异转化为多个基因图谱的一种强有力工具。所有这些新的、基因组为基础的育种策略,都有望显著加快育种周期,并缩短未来小麦品种的释放时间。科学家公布了一项为期两年的、关于“小麦基因组多样性”的研究结果,为将来世界小麦的品种改良,打下了重要的基础。该项工作,产生了第一个小麦单体型图谱,详细描述了全球范围内的小麦样品系遗传差异。这些数据可提高小麦基因组中基因定位的精度,提高科学家们在育种试验中选择最佳品系的能力。该项目通过国际小麦基因组测序联盟协调,包括加拿大、澳大利亚、英国和美国的研究机构。(Genome Biology
 
 
时空调控miRNAs影响茎尖发育
 
在发育过程中干细胞自我更新和细胞分化的协调受到一些microRNAs (miRNAs)参与的交叉遗传信号通路的调控。miRNAs被招募到以Argonaute (AGO)为中心的RNA诱导的沉默复合体处抑制了靶基因的表达。研究人员证实AGO10通过miR165/166介导了非细胞自主性信号。通过嵌合互补分析,确定了从发育胚胎到成熟胚胎顶端和中心区域,最终到子叶和新叶原基整个近轴面和脉管系统,AGO10通过时空上抑制miR165/166活性确保了正确的茎尖端分生组织(SAM)编程。此外,研究人员系统地检测了9个MIR165/166成员的时空表达模式,研究了它们对于SAM维持的贡献。该研究揭示出了时空调控AGO10-miR165/166活性影响SAM发育的机制。(Cell Reports
 
 
猪笼草的捕食袋如何形成
 
猪笼草是著名的捕虫植物,它们长着管状或壶状的“袋子”用于捕食虫子和吸收营养。不过,这种独特的“袋子”是怎么形成的却一直是个谜。猪笼草的“袋子”其实是袋状的叶子,其中储存有消化液。利用扫描电子显微镜观察了一种猪笼草叶片的发育过程。他们发现,造成猪笼草叶片独特形状的主要原因,是叶片细胞分裂的方向不同于植物通常拥有的扁平叶片。扁平叶片的细胞分裂方向相对于叶片表面来说是垂直的。而猪笼草叶片的尖端和常见的扁平叶片的细胞分裂方向相同,但是在叶片根部,中央部分的细胞却是以与叶表平行的方向发生细胞分裂。叶片尖端部分和根部不同的成长方式结合在一起,就形成了袋状叶子。猪笼草“袋子”形成机制的发现将有助于改造作物和花卉。(Nature Communications
 
 
蔷薇科委陵菜族(Potentilleae)的分类学研究新进展
 
委陵菜族(Potentilleae)是蔷薇科下的一个大族,包含15属约2000种,是北温带高山成分的代表类群。重要经济作物草莓(Fragaria)即属于本族。传统的单纯依靠形态的分类系统已不能准确反映物种的进化历史,需要我们重新审视委陵菜族的分类。研究人员在前期的物种采集和野外调查过程中,在西藏林芝地区海拔3300米的高山草甸发现了一类似山莓草属光叶山莓草(Sibbaldia glabriuscula)的居群。进一步的形态学研究表明此类群与近缘种光叶山莓草有明显区别,可以很好的界定为一新类群。运用核基因(ITS)和叶绿体基因(trnL-F)对新类群和相关属种构建系统发育树,结果表明此类群应该归入新成立的Argentina属,将此类群描述为新种Argentina songzhuensis Feng &Wang。新种描述和其他野外工作为后续委陵菜族的系统分类学研究奠定了基础。(Plan Systematics and Evolution
 
 
新方法改进可变蛋白质的结晶
 
柔性(Flexibility)是蛋白质的一个固有特性,对于它们的生物学功能至关重要。但通常认为,蛋白质柔性较大的区域容易发生构象变化,使得蛋白质分子构象不稳定。目前要获得具有不同构象的蛋白质的高质量结晶仍然是一个挑战。研究人员开发了一种新方法将传统的沉淀剂固定到分子印迹聚合物上可促进蛋白质结晶,这种技术尤其适用于可变蛋白质。通过利用这种方法,他们获得了人类FMRP蛋白柔性N-端的高质量晶体。研究人员揭示出了一个新的KH结构域和分子间二硫键,并在溶液中发现了几种类型的二聚体,由此获得了关于这一蛋白质功能的一些新认识。此外,他们还利用这种固定沉淀剂MIPs (piMIPs)成功地促进了可变蛋白晶体形成,以更大的衍射分辨率获得了5种模型蛋白。这突显了piMIPs在可变蛋白质结晶中的巨大潜力。(Nature Communications
 
 
如何提高基因组编辑的特异性
      
目前基因组编辑的效率还不够高,脱靶效应大大限制了它们的应用范围,尤其是在临床方面。一项新研究解决了这个问题,大大提高了TALE核酸酶编辑基因组的特异性。TALE蛋白的DNA 结合结构域由不同数量的重复单元组成,每一个重复单元特异识别一个DNA碱基对。大多数情况下每个重复单元由34个氨基酸组成,其中第12、13位的氨基酸变化较大,这两个不保守的氨基酸被命名为RVD(repeat variable diresidue),决定着TALE重复单元识别的核苷酸种类。为了突破局限,研究人员开发了一组拓展型RVD,并用这些RVD来改进TALE的性能。新型RVD能够大大减少TALE核酸酶的脱靶效应。这项研究为人们提供了新RVD及其设计策略,有助于开发更强大的TALE,进一步扩大这一技术在医学和生物技术领域的应用范围。(Nature Methods
 
 
是谁遮蔽了世界渔业真相
 
全世界捕捞了多少鱼?它们涉及哪些种类?如何改变才能确保渔业可持续发展和避免破坏海洋环境?Pauly团队将出版所有数据的全球图集,计划首次揭示出该研究预计的世界渔业的真实年产量。之前发表的出版物揭示,相关数字至少比发达国家提供给FAO的数字高50%,对于发展中国家而言则更高。Pauly表示,这些数据描绘了海洋现状的暗淡前景。尽管FAO的官方数字建议,近年来海洋捕获物的数量已经趋于稳定,但Pauly的工作揭示,全球海洋捕捞量在下降。相关讨论并非仅局限于学术层面。Pauly表示,捕捞物的下降将意味着一些国家的渔业存在过度捕捞问题。(Nature
 
 

来源:基因农业网

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