生物技术前沿一周纵览(2015年7月31日)

2015-07-31 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

植物先天免疫研究取得新进展
 
病原细菌在侵染植物时需要分泌一系列效应蛋白到宿主细胞内,通过作用于特定靶点,改变植物的生理活动,以利于细菌的入侵或定殖。研究效应蛋白的作用机理不仅使得我们认识病原细菌如何完成致病这一复杂生物学过程,还能帮助我们认识植物生物学本身的内在机制。一项新的研究发现,丁香假单胞菌效应蛋白AvrB通过与RIN4相互作用,正调控H+-ATPase AHA1的活性,从而导致气孔张开,以利于细菌的入侵。意想不到的是,AHA1对气孔保卫细胞运动的调控并非仅仅通过改变离子通道就可实现,而是通过产生一未知信号,促进茉莉素受体COI1与转录抑制子JAZ的相互作用并增强茉莉素信号通路来实现的。(Plant Cell)
 
 
水稻SPL5基因在抗病应答中负调控5-羟色胺的生物合成
 
水稻spl5(spotted leaf 5)突变体能自发产生类似超敏反应(hypersensitive response,HR)的细胞坏死斑(lesion),并显著性增强对病原菌的抗性,表明SPL5基因在细胞死亡和抗病应答中起负调控的作用,但是SPL5介导的调控途径及其分子机制尚不清楚。本研究利用基因芯片技术,分析了水稻spl5突变体与野生型对照叶片组织的转录组水平,发现几百个基因在spl5突变体中的表达上调或下调,其中有相当一部分基因的功能与生物性防御反应或活性氧代谢有关。该实验结果给SPL5基因调控机制提出了一个可能的模型:SPL5基因负调控转录因子OsWRKY14的表达,通过OsWRKY14介导水稻5-羟色胺的生物合成,5-羟色胺的积累促进PR基因的表达,从而激活水稻的抗病应答反应。(Rice)
 
 
RNA测序重大突破
 
来自芝加哥大学、德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员报告称,他们开发出了一种新方法实现高效定量高通量tRNA测序。这种叫做DM-tRNA-seq的技术适用于在所有生物体中开展tRNA研究。这种标准方法适用于诸如mRNA、长链非编码RNA、miRNA或来自rRNA的片段、小核RNA及小核仁RNA等大多数的细胞RNAs。tRNA是唯一一类无法有效及定量应用标准测序方法的细胞小RNA分子。在该研究中研究人员开发出了DM-tRNA-seq的测序技术,采用两种策略消除或大大减少了tRNA修饰和结构障碍,在HEK293T细胞中实现了高效的定量tRNA测序。新的DM-tRNA-seq测序方法不仅使得进行高效定量tRNA测序变得切实可行,并能够以一种高通量的方式用于研究tRNA上的这些甲基化修饰。(Nature Methods
 
 
微生物生物膜内的给予与索取
 
在一种生物膜的生长过程中,周边细胞保护内部细胞不受外部攻击,但也能通过周边细胞的营养消耗使它们饿死。在这项研究中,研究人员发现,保护与饿死之间的这种冲突通过周边与内部细胞之间的长距离代谢共依赖性的出现得到了解决。尤其是,他们通过枯草杆菌生物膜发现,生长会周期性地停止,以增加受保护的内部细胞的营养供应,而这反过来又会提供生物膜在周边生长所需的代谢物。(Nature
 
 
低剂量白藜芦醇抗癌效果更好
 
一项最新研究发现,白藜芦醇——在红葡萄中发现的一种化合物,与高剂量服用相比,小剂量的使用更能有效地预防肠癌。给易患肠癌的小鼠服用小剂量的白藜芦醇,结果显示,肿瘤大小减少了50%,而服用高剂量白藜芦醇的小鼠肿瘤只减少了25%。低剂量的白藜芦醇停止肿瘤生长的有效性,是高剂量的白藜芦醇的两倍,但这种效果只出现在喂食高脂肪饮食的动物中。服用不同剂量白藜芦醇的肿瘤患者,其肿瘤样本显示,即使是更低剂量的白藜芦醇,也可以进入癌细胞,并潜在地影响肿瘤生长所涉及的过程。这项研究为“纯化白藜芦醇在预防癌症中的作用”开辟了新的途径,但却表明,它可能只对有特定遗传构成(特别是饮食和生活方式)的人有效。(Science Translational Medicine
 
 
在活性细胞中建设蛋白质工厂
 
科学家首次成功找到如何在细胞内合成所有蛋白质和酶的方式,并成功创建了具备自我合成能力的活性细胞。科学家构造出一种和亚基栓在一起的核糖体,可以当作是细胞级别的蛋白工厂,充分利用这些微型细胞工具来产生更多的符合蛋白,未来可被用来生产新药物或新的生物材料。这种蛋白工具更令人印象深刻的地方在于能够自己改变蛋白工厂的架构。在自然界中,细胞会首先将DNA转录为信使RNA(mRNA)。然后核糖体的两个大小亚基(两者都是由RNA和蛋白质构成)结合到mRNA上形成功能单位,在翻译过程中装配出蛋白质。一旦完成蛋白质合成,核糖体亚基会彼此分离。为此,研究人员在实验室中成功构建出了Ribo-T核糖体,它的亚基无法分离,人类或者可以调节Ribo-T来生成一些独特的功能性聚合物,甚至有可能会开辟出一些新的治疗方法。(Nature
 
 
森林物种多样性影响因素的新观点
 
气候变化、环境污染、过度伐木等多种因素威胁着全球森林的物种多样性,而其后果将是导致生物多样性减少,这不仅是学术圈,也是公众普遍认同的观点。但新的研究证实该观点过于片面。学者们共研究了13个欧洲国家的39个区域,在研究中对比了欧洲39片阔叶林在两个不同时间点(间隔17至75年)的数据,将其与气候、林木管理、氮沉降和植物密度联系起来。通过这种方式,学者们可以找出决定某一地区植物多样性变化的因素。发现气候变化对于生物多样性变化总体上并无实质影响。除了如光照等区域因素外——当然光照也可能会因人类使用而发生变化——氮含量和植物密度对于草本层多样性更具有决定性影响。因此学者们建议,在预测未来物种多样性发展时不能仅仅考虑气候变化、土地利用方式等全球性因素而忽略其他重要细节,要提高预测的准确性更需要考虑植物数量、氮含量等区域因素。(Global Change Biol
 
 
热带森林地表生态过程研究取得重要进展
 
热带森林生物量大,凋落物和粗死木多,分解速度快。但一直以来,研究人员对热带森林粗死木分解的研究不多,对有关其分解的限制性的养分因子所知甚少。科研人员自2009年在小良生态定位研究站建立了热带森林养分添加实验平台。在前期调查和文献总结的基础上,设计实施了森林粗死木分解的实验。经过近4年的连续观测分析,该研究发现:热带森林中磷是粗死木分解的重要限制因子,提高磷的有效性可以加速粗死木的分解。在不同的物种间,粗死木中的磷含量越高或者C:P比越低,其分解速率越快。该结果加深了对热带森林地表生态过程的了解,突出了磷对地表有机碳分解的重要性。(Functional Ecology
 
    

来源:基因农业网

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