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2016年第3期(发布时间: Apr 27, 2016 发布者:雷洁)  下载: 2016年第3期.doc       全选  导出
1   2016-03-22 15:28:35.363 美国参议院阻止转基因标签法案 (点击量:14)

据路透社报道,美国参议院阻止了一项法案,该法案将取消州和地方随着行业竞争试图要求食品制造商品牌含转基因生物(GMOs)产品停止转基因标签的行为,佛蒙特州的法律从7月1日生效。

拟议中的立法来自堪萨斯州的共和党参议员帕特·罗伯茨,在不断要求美国食品供应的透明度。标签人士批评该法案,因为它与决定披露公司的产品含有转基因成分背道而驰。

参议院法案2609被法案的支持者和反对者称为生物标签解决方案。3月16日在参议院一个程序性投票未能达到通过法案所需的60票,49张支持票,48张反对票。

2   2016-03-22 10:56:03.697 转基因斑马鱼变身彩色“skinbow” (点击量:8)

研究人员研制出一种转基因斑马鱼,皮肤发荧光千上万的颜色,使他们能够实时跟踪数以百计的单个细胞的行为,并看看皮肤受伤时会发生什么。

“这是一条外形靓丽的鱼,”肯尼斯·彼得说,他在北卡罗莱纳达勒姆杜克大学研究组织再生,并开始了这项研究,其文章发表在细胞发育(Developmental Cell)杂志中。

斑马鱼转基因表达的蛋白质在其皮肤细胞,相同的概念被称为“skinbow”。 荧光细胞仅限于鱼的外层的皮肤,和身体的覆盖的整个表面,甚至是角膜。

读出“彩虹”信息

基于组合数量的红色、绿色和蓝色的蛋白质表达,单个细胞可以在任何一个5000余种不同的颜色组合中闪耀。事实上,只有大约70种颜色通过显微镜可以清楚的区分。不过,这对于大多数细胞“barcoded”明显的与他们的相邻细胞区分是足够了。

通过追踪数百个皮肤细胞随着时间的推移的变化情况,研究人员能够实时的观测到皮肤从伤病如刮或鳍截肢中恢复过来的细胞过程。

科学家发现,当一个鳍例如被截肢 ,细胞采用三个不同的流程保持再生组织覆盖着皮肤。皮肤细胞从邻近区迁移到新组织,创建新的皮肤细胞,一些细胞也大幅增加。

彼得说:“这种研究时有趣的,你不知道会发生什么,但你有一个很好的方法来可视化。”

3   2016-03-25 16:14:39.467 在转基因昆虫中人类生长因子的表达 (点击量:13)

应用无菌Lucilia sericata(绿色瓶子飞)幼虫伤口是一个具有成本效益的治疗糖尿病足溃疡和其他医疗条件。基因工程的出现使得人类生长因子和其他蛋白质在转基因昆虫中表达和分泌。北卡罗莱纳州立大学Rebecca J. Linger的联合化疗技术提出了一个概念相结合的联合化疗和基因工程的效益以促进愈合。

团队开发的转基因Lucilia sericata在成人血淋巴的检测水平,分泌PDGF-BB,生长因子,促进伤口愈合,整个幼虫溶解产物,和蛆排泄物、分泌物(ES),有伤口愈合的临床应用潜力。

该团队使用两种技术表达蛆的基因。首先,他们用一个热诱导启动子。在热休克,PDGF-BB蛋白检测在转基因幼虫溶解产物和成人血淋巴而不是蛆。另一种技术,使用四环素阻遏pdgf-b的表达。使用这种技术,整个PDGF-BB蛋白质容易检测到幼虫溶解产物以及幼虫ES。

研究显示人类PDGF-BB蛋白诱导从转基因的两个条件表达式系统l . sericata幼虫表达和生产。四环素阻遏系统似乎是最有前途的在幼虫ES归纳PDGF-BB蛋白检测。这个系统可能被用于运载各种生长因子和抗微生物肽伤口环境,目的是提高伤口愈合。

4   2016-04-15 10:13:12.84 Uhrf1控制通过Akt-mTOR轴iNKT细胞存活和分化 (点击量:6)

iNKT细胞在免疫应答中发挥极其重要的作用,是固有免疫和适应性免疫的桥梁,而iNKT细胞的功能是在胸腺发育过程中建立和完善的。尽管科学家们已经揭示了一些调控iNKT细胞分化成熟的因子,但是对于iNKT细胞在分化的关键阶段(阶段1)协同完成自我扩增和建立效应功能的调控机制还不清楚。

Uhrf1在处于阶段1的iNKT细胞中高表达;在T淋巴细胞中特异性敲除Uhrf1后,iNKT细胞的分化被阻滞在阶段1且存活能力降低,最终导致在脾脏和肝脏中成熟的iNKT细胞数目显著减少。进一步的机制研究发现,代谢相关的信号通路在敲除Uhrf1后发生变化,Akt-mTOR信号传导减弱,而过表达活化的Akt可以恢复iNKT细胞的分化成熟缺陷。该研究揭示了Uhrf1调控iNKT细胞分化和存活的关键作用及分子机制,增进了对于iNKT细胞分化与功能调控的认识。

5   2016-04-27 16:07:54.457 一个专门的黄酮生物合成途径发展药用植物,黄芩 (点击量:5)

黄芩素及汉黄芩素的特殊性在于其B环上没有4’位羟基,而A环上多了一个6位羟基或8位甲氧基。目前人们对于黄芩素、汉黄芩素的生物合成还知之甚少。该研究揭示了黄芩中存在着两条不同的黄酮合成途径,一条存在于地上部分,为经典的黄酮合成途径,以柚皮素为中间产物合成野黄芩素和野黄芩苷。另一条为根特异的黄酮途径,该途径征募了一个较原始的CLL-7基因(CoA-ligase like)及两个新近进化出来的CHS-2及FNSII-2基因,通过中间产物松属素,合成白杨素并最终合成黄芩素、汉黄芩素。

6   2016-04-27 15:53:23.91 CRISPR-Cpf1结合crRNA的复合物晶体结构 (点击量:6)

CRISPR-Cas系统是细菌编码的适应性免疫系统,该系统通过RNA引导的效应蛋白剪切病毒的DNA或者RNA从而抵抗病毒的感染。该系统之一的CRISPR-Cas9系统被用来作为可编程的基因编辑工具用于细胞内目的DNA的剪切、激活表达、修饰、突变等。由于CRISPR-Cas9系统能够在活细胞中高效地、便捷地“编辑”任何基因,作为科研、医疗等领域的强有力工具,已被广泛地应用于全世界的生物和医学实验室。

刚刚发现的CRISPR-Cpf1系统是一类新型的CRISPR-Cas系统,能够在crRNA引导下在人类细胞内剪切目的DNA底物。而且,Cpf1本身也是一个具有序列特异性的RNase,这也是目前发现的唯一一个具有核酸序列特异性且同时具有DNase和RNase活性的核酸酶。Cpf1和Cas9很大的不同还在于:Cpf1仅需要一个拷贝的crRNA,而Cas9需要序列更长的tracrRNA和crRNA去识别、剪切底物DNA,较短的crRNA在转染细胞过程中将更高效;Cpf1和Cas9识别DNA底物上的模块(PAM)也不同;Cpf1剪切底物是通过粘性末端剪切,而Cas9是末端剪切,粘性末端剪切将更有利于基因编辑后的修复。

在该项研究中,黄志伟团队首先解析了结合了crRNA的Cpf1复合物的晶体结构。非常意外的是,Cpf1并不是之前人们推测的二聚体状态,而是一个呈三角形的单体,位于该结构中间是一个带有正电荷的凹槽。crRNA通过发卡结构形成高度扭曲的构象紧密结合在Cpf1的核酸结合结构域,和底物DNA配对的crRNA 3'末端位于Cpf1凹槽的一端。和Cas9结合的sgRNA显著不同的是,Cpf1结合的crRNA的引导序列部分(guide sequence)并没有电子密度,这说明在没有底物结合的状态下这部分序列和Cpf1的结合比较松散。据黄志伟介绍,结构观察发现一个紧密结合crRNA的六水合镁离子对稳定crRNA构象激活Cpf1的催化活性非常关键。当然,我们也不能排除镁离子也同时直接参与了对底物的催化反应。通过比较Cpf1和Cas9复合物的结构发现,LHD区域推测可能是双链DNA底物结合的PAM区域。

该研究发现Cpf1在没有crRNA结合的状态下处于松散的构象,crRNA的结合引起Cpf1发生显著的构象变化。与Cas9结合sgRNA极为不同的是,仅仅crRNA的重复序列部分(repeat sequence)就能引起Cpf1构象的巨大变化,这反映了这类短小的crRNA与Cas9结合的长sgRNA的识别机制的巨大差别。该结构显示来自于H843、 K852以及K869催化残基侧链上的氮原子位于一个平面上,同时和RNA A(+20)的磷酸基团形成氢键,该结构证据表明Cpf1剪切pre-crRNA成为crRNA是一个碱催化的反应。

7   2016-04-27 16:06:58.123 揭示重复基因表达分化的分子机制 (点击量:4)

表达模式是基因的基本属性,了解基因表达模式在进化中的改变及其分子机制是进化生物学研究的重要内容。然而,由于表达模式本身是个非常复杂的概念,前人对其进化分子机制的研究尚不深入,典型的例子并不多见。中国科学院植物研究所孔宏智研究组以拟南芥中的APETALA1(AP1)和CAULIFLOWER(CAL)基因为例,对重复基因表达分化的模式、过程和机制进行了研究。

研究人员发现,作为一对由基因组加倍事件产生的重复基因,AP1和CAL在表达的时、空、量上均有差异,而且这些差异与其调控区一些转录因子结合位点的存在与否有关。在众多的转录因子结合位点中,AP1调控区的一个CArG box是导致两个基因表达分化的重要原因——由于该位点的存在,AP1既能自调控、又能被CAL调控,从而使AP1能够长时间维持较高的表达水平。通过进化分析,研究人员发现AP1的这个自调控位点是在拟南芥和琴叶拟南芥的最近共同祖先中获得的,是对祖先基因中个别碱基的修饰。研究还发现,AP1和CAL在调控元件上的差异是逐渐积累的,前者在保留祖先所有转录因子结合位点的同时获得了新的调控元件,而后者在进化的早期就丢失了多个转录因子结合位点。

该研究结果不仅阐明了AP1和CAL表达分化的分子机制,而且揭示了调控元件和表达模式进化的过程和特点。特别值得一提的是,该研究表明重复基因的表达分化其实是一个非常复杂的动态过程,不能用简单的经验模型来解释。研究结果对于理解基因表达进化的模式和机制具有重要意义,同时为深入理解重复基因的表达分化提供了新的思路。

8   2016-04-27 16:06:21.73 转录调控在大豆籽粒驯化过程中的重要作用 (点击量:9)

大豆是我国重要的粮食作物和经济作物,高百粒重和高油含量是栽培大豆重要的农艺性状和驯化特征。因此研究大豆的驯化机制,对于改善大豆的品质和增加大豆产量具有非常重要的意义。

中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室张劲松研究组和陈受宜研究组针对驯化过程中发育大豆种子的转录组特征展开了全面而深入的研究。通过测定和分析栽培大豆和野生大豆发育种子的40个转录组数据并通过基因共表达网络分析发现,在驯化过程中基因表达量及共表达网络发生了显著变化,且基因表达量与网络衔接显著相关。3个基因集群模块系统的基因表达量在栽培大豆中比野生大豆中显著增加。其中2个基因集群模块系统的基因表达量与网络衔接显著相关。从这2个基因集群中鉴定了栽培大豆特异的2个调控籽粒油分和粒重的共表达网络。通过分析基因共表达网络并结合已知的QTL位点信息,发现赤霉素合成基因GA20OX和转录因子基因NFYA的启动子变异导致了它们的基因表达量变化。基因功能分析和关联分析表明,这2个基因的表达变化与种子百粒重和油含量呈正相关。这项研究揭示了大豆中通过基因表达进行籽粒性状选择的驯化机制,对于大豆育种具有潜在实际意义。