生物技术前沿一周纵览

2013-08-30 | 作者: | 标签: 生物技术前沿 一周纵览

H7N9病毒源自家鸡

中外研究人员最新发现,今年3月在中国首次发现的人感染H7N9禽流感病毒,是H7、N9、H9N2病毒的重组体,家鸭首先从野鸟那里传染类似病毒,病毒在家鸭体内初步重组后再传染给家鸡,与鸡群中原有的H9N2病毒进行基因重组,最终在家鸡体内产生了H7N9病毒。在生成H7N9病毒的基因重组过程中,还产生了前所未知的H7N7病毒。H7N9病毒在哺乳动物体内有特异的氨基酸结合位点。
H7N9病毒主要存在于家鸡的口咽和呼吸道等部位,很可能是从这些部位传播给了人群。从H7N9病毒和H7N7病毒的进化途径来看,家鸭和家鸡会在病毒产生、传播的过程中相互作用,这说明,不同物种在饲养、繁殖、运输、销售过程中最好要分隔开,避免病毒跨物种传播及重组生成新型病毒。

CRISPR-Cas技术在植物领域应用的突破

CRISPR-Cas系统是继锌指核酸酶(ZFNs)和TALEN核酸酶之后另一个可精确定点编辑基因组DNA的新技术。
最近中科院的研究人员成功使CRISPR-Cas技术在植物体内应用,可以对植物基因组中任意感兴趣的位置进行编辑,对模式植物拟南芥和水稻的多个基因进行定点突变,都获得了较高的突变效率,并在第一代获得纯合和嵌合突变体,且呈现出预期的突变表型。它的成功开发将革命性地改变植物科学和农业生物技术。

CRISPR-on基因表达调控新技术

Whitehead研究所的研究人员构建出一种叫做CRISPR-on的基因表达调控系统,能够同时提高多个基因的表达,并精确操控每个基因的表达水平。CRISPR-on系统是CRISPR-Cas技术的改良,能够在不同的水平上只激活所需基因,利用CRISPR-on可帮助科学家们提高我们对于各种疾病潜在转录网络的了解,并有可能找到治疗它们的新方法。

不受限的TALE蛋白

TALE蛋白可以与DNA结合,进而开启、关闭、删除、插入,甚至改写特定基因。天然的TALE蛋白几乎都是从DNA的5′T碱基开始结合,即T限制规则。研究人员通过对 TALE蛋白的定向改造,生成结构各异的大型TALE蛋白库,对这些蛋白文库经过一系列的检测发现,有一些TALE蛋白,可以与T以外的碱基结合,这些不受T限制的TALE蛋白也能起到基因编辑的作用。这一研究成果,大大拓展了TALE在生命技术领域的应用。

“重测序”寻找高粱遗传变异

由于高粱的基因组较小,且具有丰富的遗传多样性,所以被认为是和谷类作物比较基因组学研究的模式基因组之一。
科学家通过对44株不同来源的高粱样本,进行了全基因组重测序及分析,发现,不同的高粱品种在基因组中存在着强烈的种群结构差异和复杂的驯化历程,同时,比较分析发现,约83%的SNP分布在非编码区,而编码区则相对较为保守,含有较少的SNP位点。野生材料的SNP数量显著高于地方品种和改良品种,进一步研究还鉴定了基因组中与驯化和改良相关的基因。同时,研究人员还在高粱基因组中发现了一些突变,这些遗传变异的发现为高粱的改良和驯化提供了重要的科研依据。为高粱的遗传多样性研究以及育种改良提供了宝贵的遗传资源

植物调节地上地下昆虫互作机制

地上和地下昆虫互作对于植物生长和地上地下昆虫群落结构组成具有重要影响。然而,地上和地下昆虫互作的内在机制还不清楚。最新研究发现,地下幼虫取食显著增加根部的单宁含量,但是地上成虫取食降低了单宁在根部的积累,进而促进地下幼虫的生长发育。同时,地上成虫取食增加根部氮的积累,这也可能与地下幼虫生长发育的提高密切相关。虽然地上成虫取食增加叶片的单宁含量,但当地下幼虫同时取食时,叶片的单宁含量进一步升高,进而导致地上成虫生长受到抑制。此外,随着单宁含量的增加,叶片黄酮含量显著降低,预示着这两类化学物质存在权衡关系。因此,植物单宁和氮在叶片和根部的重新分配导致地上和地下昆虫不对称的互作关系。这些发现有助于阐明植物化学物质在调节地上和地下昆虫种群动态所起的作用,并且对于指导农业有害昆虫的治理和入侵植物的生物防治同样具有重要意义。(张秀杰编译)

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