生物技术前沿一周纵览(2018年4月13日)

2018-04-13 15:46 | 作者: 基因农业网 | 标签: 生物技术前沿一周纵览

生物技术前沿一周纵览(2018413日)

 

细胞骨架调控植物细胞形态建成领域再获进展

 

植物细胞形态建成中,细胞骨架通过调控细胞分裂方向与细胞生长模式发挥决定性作用。研究发现augmin 复合体除了介导微管成核之外,还有一个之前从未报道过的功能:负向调控由切割酶katanin介导的微管切割。活细胞显微成像发现augmin更倾向于定位在微管交叉点上,并且通过抑制katanin的切割、稳定微管交叉构象,来调控微管动态重组与细胞形态建成。进一步通过遗传和数学模拟分析解析了augmin调控微管动态组织的作用机制。(Current Biology

 

 

生长素介导乙烯反应的信号转导过程

 

植物激素生长素和乙烯协同调控植物根的生长。乙烯促进了生长素的合成与运输,生长素受体TIR1/AFB2感受到生长素后,结合并泛素化转录抑制子Aux/IAA蛋白,使其通过26S蛋白酶体途径降解,从而将转录因子ARF释放出来调控下游基因的表达。研究人员通过筛选水稻乙烯不敏感突变体,鉴定到了一个位于TIR1/AFB2下游特异调控根部乙烯反应的新因子MHZ2/SOR1,并解析了SOR1参与生长素介导乙烯反应的信号转导机制。研究发现,SOR1是一个植物特有的E3泛素连接酶,可以与OsIAA26蛋白相互作用并调控其泛素化降解。没有乙烯或者生长素的情况下,OsIAA9通过结合SOR1抑制其E3连接酶活性,从而间接稳定了OsIAA26蛋白;在有乙烯或者生长素的情况下,TIR1/AFB2结合OsIAA9将其降解,从而将SOR1释放出来调控OsIAA26蛋白的降解。(PNAS

 

 

红藻光系统I三维结构解析方面取得进展

 

光系统IPhotosystem IPSI)是执行光合作用光反应的一个重要的超大色素-蛋白复合体。研究人员利用单颗粒冷冻电镜技术首次解析了红藻PSI核心与捕光天线复合物(PSI-LHCR)的3.63 Å分辨率的三维结构。研究发现,红藻中存在2PSI-LHCR结构状态,分别结合了5个和3LHCR;与高等植物全部LHCI位于PSI核心一侧不同的是,结合5LH   CR的红藻PSI-LHCR的两个额外LHCR蛋白位于相反一侧,展现了与高等植物PSI-LHCI明显不同的结构,显示了处于原始形态的红藻PSI-LHCR的特征。研究表明,红藻PSI核心既具备了蓝藻PSI的部分特征,也带有高等植物PSI的部分特征,证实了红藻PSI是从原核生物向真核生物进化的中间类型。研究人员还首次确认了真核PsaO亚基在PSI中的位置和结合色素的情况,并确认了红藻LHCR中独特的色素组成。(PNAS

 

 

维持DNA甲基化基因沉默的新机制

 

DNA甲基化介导的基因沉默是真核生物细胞基因表达调控的一种重要方式,对于调节生物体中基因的时间和空间的特异表达及维持基因组上转座元件和其它DNA重复序列的稳定性具有重要的作用。研究人员建立了一个含有被DNA甲基化沉默的EGFP的报告细胞系,通过全基因组RNA干扰高通量筛选发现了一系列在维持DNA甲基化报告基因沉默中起重要作用的蛋白,并对其中的一个蛋白CSE1L进行敲低或关闭表达,可以使被DNA甲基化沉默的报告基因激活,但并不直接改变报告基因和全基因组的甲基化水平。通过转录组分析发现部分被DNA甲基化沉默的内源基因也被选择性地激活,且这些基因中主要富集了依赖于组蛋白去乙酰化酶途径沉默的基因。进一步研究发现,在CSE1L表达被关闭时,组蛋白去乙酰化酶HDAC1HDAC2HDAC8的入核受到选择性抑制。该研究丰富了对基因沉默机制的调控机理的理解。(PNAS

 

 

锰离子是细胞内的天然免疫激活剂和警报素

 

天然免疫是宿主抵抗病原微生物入侵的第一道防线。在抗病毒天然免疫反应中,机体通过cGAS-STING信号通路感受DNA病毒的入侵,继而激活转录因子IRF3/7NF-κB,产生I型干扰素(IFN)等各种抗病毒细胞因子。另一方面, cGAS-STING信号通路对于抗肿瘤免疫和自身免疫病的形成也有重要作用。研究首次发现了一种微量元素可以在机体抵抗感染的天然免疫过程中,发挥警报素(Alarmin)和激活剂(Activator)的双重作用:被感染细胞释放的锰离子通过活化cGAS-STING通路,特异性地调高细胞在感染条件下对病原体的敏感性,因此锰离子在机体抵抗病毒感染的过程中发挥至关重要的作用。本研究为锰元素在体内的生理学功能,特别是作为免疫调节剂的功能研究打开了一个新的窗口。(Immunity

 

 

华南植物园植物繁育系统进化研究获新发现

 

茜草科玉叶金花属(Mussaenda L.)是重要的园艺植物资源。研究人员经过14年的长期研究,完成了对该属植物半数以上种类的性系统和大部分物种的生活型研究;通过全面的采样(70%),基于8个叶绿体基因进行了系统发育关系重建以及性状相关性分析;在此基础上探讨了各种性系统、生活型对于物种分化速率的影响。研究结果表明,二型花柱是玉叶金花属的原始的繁育系统类型;二型花柱进化到雌雄异株、单型短柱花、单型长柱花;雌雄异株4次独立从二型花柱起源,并两次逆转到两性同型花;雌雄异株和攀援木本是显著相关的,然而仅雌雄异株与快速分化的物种分化率相关,攀援木本对物种分化率没明显影响。研究从两方面驳斥了雌雄异株是“进化死胡同”的假说。该研究同时为玉叶金花属植物园艺资源的开发利用提供了坚实的理论基础。Molecular Phylogenetics and Evolution

 

 

草地细菌多样性分布研究取得进展

 

理解土壤细菌群落多样性分布格局和区域构建过程是生态学研究中的一个重要课题。研究人员在我国南方湖北省、重庆市选择20个典型的草地群落研究区域背景下细菌群落组成和结构的潜在控制因子和群落构建过程。细菌群落16S rRNA测序结果分析表明细菌群落丰富度和多样性指数分别同植被群落丰富度和多样性显著正相关。无论是细菌群落的分类差异还是系统发育差异都同土壤pH、养分可利用性和植被群落显著相关,同时细菌群落丰度在土壤pH 6.8时达到最大。研究发现土壤pH值、植被多样性、土壤养分可利用性相对独立地主导细菌群落的差异。结果表明南方草地土壤细菌群落构建过程主要是环境筛选过程而不是随机过程。研究结果表明:南方草地细菌群落主要由植物的功能性状和土壤的非生物因素主导,而空间距离带来的扩散限制并没有在南方草地中得到发现。(Applied Soil Ecology

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