《Cell丨缺氧和复合体内遗传抑制因子通过共同机制拯救复合体 I 突变体》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-01-15
  • 2024年1月11日,麻省总医院等机构的研究人员在Cell上发表了题为Hypoxia and intra-complex genetic suppressors rescue complex I mutants by a shared mechanism的文章。

    线粒体、细菌和古细菌的电子传递链 (ETC) 将电子流耦合到质子泵浦,并适应不同的氧气环境。值得注意的是,在小鼠中,由于ETC复合物I功能障碍引起的神经系统疾病通过未知机制被缺氧挽救。

    该研究表明复合物 I 缺乏症的缺氧挽救和高氧敏感性在进化上对秀丽隐杆线虫是保守的,并且对损害电子传导基质臂的突变体具有特异性。研究人员发现缺氧挽救不涉及缺氧诱导因子途径或活性氧的衰减。为了发现这一机制,研究人员使用秀丽隐杆线虫遗传筛选来鉴定复合物 I 辅助亚基 NDUFA6/nuo-3 中的抑制基因突变,该亚基表型缺氧挽救。研究人员发现NDUFA6 / nuo-3(G60D)或缺氧直接恢复复合物I正向活性,下游拯救ETC通量,在某些情况下,恢复复合物I水平。额外的筛选可识别泛醌结合袋内的残留物,这些残留物是 NDUFA6/nuo-3(G60D) 或缺氧抢救所必需的。这揭示了副亚基与复合物 I 的醌结合口袋之间的氧敏感偶联,可以以与缺氧相同的方式恢复正向活性。

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    •     棉花(Gossypium spp.)作为一种主要的经济作物和重要的纺织材料,在全球范围内被广泛种植。除了大家熟知的白色棉花以外,彩色棉同样具有悠久的历史,早在明清时期就作为时尚单品风靡一时,据史料记载,彩棉织就的紫花布衣曾经一度成为欧洲贵族身份的象征。与白色棉花不同,彩色棉天然具有色彩,在纤维发育过程中,色素逐渐积累,最终成熟纤维呈现为彩色。因此,彩棉免去了印染、漂白等加工过程,减少化学染料使用的同时,避免了化学物质残留对人体的潜在危害。然而,彩色棉纤维品质较差、色谱狭窄且不稳定等特点,严重制约了其产业发展。目前,深入挖掘彩棉形成的遗传机制和调控网络,利用现代生物技术,更加有效地赋能调控基因,并结合传统杂交技术,被认为是突破彩棉发展瓶颈的有效手段。     10月13日,棉花遗传改良团队在Plant Physiology 在线发表了题为“TRANSPARENT TESTA 16 collaborates with MYB-bHLH-WD40 transcriptional complex to produce brown fibre cotton”的研究论文,揭示了转录因子TT16协同MBW复合体调控棕色纤维产生的遗传机制。该团队前期利用海岛棉Pima90-53与陆地棉HD208杂交并自交多代产生的纯合的深棕色棉突变体Ys 以及收集得到的100份棕色棉和109份白色棉花,开展连锁分析和关联分析,定位到控制棕色棉的遗传区域LC1,并将其分解为两个遗传位点qBF-A07-1和 qBF-A07-2,其中qBF-A07-1介导棕色棉颜色的产生,而qBF-A07-2影响了棕色棉的深浅。在此基础上,分别发掘了两个位点可能的候选基因Gh_TT2和Gh_WD。研究团队对两个基因的转化系5-15 DPA纤维取样,并对转录组数据进行联合分析,揭示了两基因间复杂的博弈关系影响代谢物的流向以及细胞内花青素和原花青素的比例,进而使纤维呈现不同的颜色。综上,该研究提出了调控棕色棉产生的GhTT16 -MBW -PABGs 调控网络,为彩色棉的创制以及遗传改良提供了理论基础。