生物技术前沿一周纵览(2015年12月18日)

2015-12-22 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

《科学》杂志2015年的科学“年度突破”CRISPR
 
《科学》杂志选择被称作CRISPR的基因组编辑方法作为其2015年科学“年度突破”第一名得主;《科学》杂志执行新闻编辑John Travis解释说,这是一个“前所未有的选择”,因为该项技术过去两次入选《科学》年度十大突破,它也是十大突破中后来唯一晋升“年度突破”第一名者。鉴于其在今年新展示的力量,《科学》将CRISPR置于其年度《科学》突破名单之首;CRISPR所展示的新的突破包括:创立了一种寻觅良久的旨在根除各种害虫的“基因驱动”;对人类胚胎DNA进行首次刻意编辑;以及对猪基因组中的一个逆转录病毒DNA的62个拷贝进行CRISPR驱动的删除,这一举措为考虑将猪的器官用于等待器官捐赠的病人铺设了道路。CRISPR技术具有将某基因输送到恰当部位的优越能力,并具有低成本及容易使用等特质,这种工具的前途是与如何最好地管理其在动、植物和人类中使用的持续性辩论并行存在的。(Science
 
 
能源植物小桐子的高效转基因技术
 
能源植物小桐子(Jatropha curcas)又名麻疯树、小油桐、膏桐等,是一种多用途的大戟科多年生木本油料树种,其种子含油率一般在30%~40%之间,是国际公认的最适宜作为生产生物柴油和生物航空燃油原料的能源植物之一。研究人员在农杆菌介导的小桐子基因转化方法的基础上,系统地对乙酰丁香酮的添加、农杆菌菌株的选择、转化子的筛选策略、抗生素选择压力的确定以及生根培养基的配方等影响遗传转化效率的几个关键因素进行了优化。采用优化后的小桐子转基因方法,从外植体与农杆菌共培养到获得生根的转基因再生植株,整个遗传转化过程只需4个月。该转基因技术具有简单、高效和可重复的优点,为今后系统开展小桐子功能基因组研究和利用转基因技术培育小桐子优良品种提供了有效的方法。(Plant Biotechnology Reports
 
 
揭示RNA编辑调控生物表型的机制
 
绝大部分遗传变异(尤其是同义突变)或RNA编辑并不会引起蛋白结构的改变,因此,这些遗传变异或RNA编辑是如何影响生物表型的尚不清楚。RiboSNitches是可以改变RNA结构的单核苷酸变异体(SNVs),它的丢失可能会导致特定RNA结构的改变,这种现象发生在成千上万的区域位点上。研究人员开发了一个研究转录后因子互作和调控功能变异的数据库——RBP-Var。RBP-Var提供了一个易于使用的Web界面,能帮助用户快速判断自己感兴趣的SNVs是否可以改变RNA二级结构,并判断RBPs结合是否随后被破坏。RBP-Var可以评估每个SNV对miRNA-RNA相互作用的影响,并计算出遗传突变或RNA编辑对转录后调控网络的全局影响及其权重。总之,RBP-Var通过整合DNA和RNA生物学来解释遗传变异和转录后调控机制是如何协作并调控基因表达的,为筛选候选SNVs开展进一步的功能研究和探索人类疾病的潜在致病SNVs提供了一个行之有效的方法。(Nucleic Acids Research
 
 
古生物反转座基因的进化研究取得新进展
 
矛尾鱼是现存已知最古老的肉鳍类动物之一,有研究认为它的存在已经超过4亿年。在现存物种中,除了肺鱼之外,矛尾鱼是在系统发育上最接近四足类的物种,因此它为3.5亿年前脊椎动物的“登陆”事件提供了重要线索。“反转座拷贝”是某些基因通过转录成RNA再反转录成cDNA片段重新插入基因组而形成的该基因的拷贝,由于丢失了对应的调控序列,通常被认为没有生物学功能。最近研究显示,一些“反转座拷贝”利用它“邻居”基因的调控序列,成功完成了自己的翻译和表达,成为有生物学功能的“反转座基因”。研究人员在矛尾鱼基因组中共鉴定了472个“反转座拷贝”,通过研究它们的进化年龄、选择压力、表达模式以及相关的基因功能,探讨了它们对脊椎动物“登陆”事件以及矛尾鱼进化的意义。(BMC Genomics
 
 
应对作物减产建立实地科研网络
 
气候变化的效应将持续改变美国中西部的生长条件,为了保护粮食安全以及更有效地为一个粮食主产区制定气候变化缓解和适应策略,科研人员提出了在美国中西部建立一个大规模的实地科研网络。研究人员对美国中西部农业生产的研究显示,气温、降水等气候条件的变化将对农作物产量产生胁迫,而美国中西部农作物产量的下降可能有全球尺度的意义,因为中西部农民生产了美国对全球玉米(30%)和大豆(30%)贸易量的贡献的大部分。为了更有效而更具成本效益地解决这些正在出现的威胁,研究人员提出建立一个实地科研地点网络,在这些地点收集关于美国中西部当前和未来的农作物表现、种植体系以及农场层次的管理实践的准确数据。(BioScience
 
 
根和叶微生物群的分析
 
健康植物的根圈(根)和叶圈(叶)的微生物群主要由细菌群落组成。研究人员纯化了来自拟南芥叶和根的近8000个细菌菌株,它们代表着存在于这些叶和根中的主要细菌种类。通过对400个代表性菌种进行基因组测序,结果用于评估土壤、根和叶微生物群之间的功能重叠,同时一个无菌的拟南芥系统被用来重构与那些在自然环境中所见到的细菌群落相似的细菌群落。这些数据综合起来,显示了根与叶微生物群的成员之间相互迁移的可能性以及细菌群落中的功能重叠,但也存在微生物群向它们各自小生境分化的证据。(Nature
 
 
多样化农田景观有利于促成更好的生物多样性
 
一个生态群落内的不同物种在它们的一些生物性状上可能具有相似性。具有更为多样化性状的群落能提供更好的生态系统功能,比如说更高效的营养循环,并且也许还能更好地应对环境变化,因为更大的多样性意味着关键生物有更大可能性经受住扰动而存活下来。研究人员收集了代表来自德国农业景观的近600个不同物种的超过36000种无脊椎动物,测定群落成员的共同性状是怎样受它们所在景观影响的,对这种多样性进行了研究。他们发现,以土地利用多样性低和农业生产集约化程度高为特征的地方,进食习惯的专门化程度要低得多的较大无脊椎动物占主导地位。因此,景观镶嵌结构的简化和农业生产集约化程度的提高,通过只允许这些较大的、广食性的物种持久存在、从而使无脊椎动物群落在其所能提供的功能类型上更均一,来发挥生态“过滤器”的作用。这些发现意味着,由较小无脊椎动物提供的关键专门功能(如特定植物的授粉)在较简单的景观中将可能会丧失,并且说明,对于旨在增强生态系统功能的管理体系来说,提高景观多样性要比仅仅降低农田集约化程度效果更好。(Nature Communications
 
    

null

来源:

相关文章