《海洋原生生物遗传操作工具集》

  • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
  • 编译者: 陈方
  • 发布时间:2020-09-10
  • 2020年4月6日Nature Method报道,英国东英吉利大学领导的国际研究团队开发了一系列海洋微生物的遗传操作工具集,为创建新的海洋微生物模型系统提供了综合的“转化路线图”。该研究将有助于增进人们对海洋微生物的了解,推进生物进化、纳米技术、生物技术、医学和药理学的研究进展。
    海洋微生物在调节碳和必需营养素(例如氮和磷)的全球循环中起到重要作用。由于研究工具有限,获取和可持续利用海洋微生物资源存在重重困难。海洋微生物中存在许多单细胞的真核生物(原生生物),它们不同于动植物细胞,具有其特殊性,目前的遗传工具仅适用于少数海洋原生生物。
    此次,研究者分析了一系列海洋原生生物的遗传操作工具(DNA转化、基因表达构建和基因编辑等)的适用性,在以前从未实现转化的13个海洋原生生物物种中成功地进行了外来DNA转化和表达,在其他8个物种中进行了遗传工具的改进,并阐明了另外17个物种尚未实现转化的原因。
    该工具集将推进海洋微生物遗传学研究,提供有关祖先真核生物形式、真核生物细胞生物学、蛋白质多样性和细胞途径进化的认识;有助于开发海洋遗传资源生产天然产物的潜力,例如新的抗细菌、抗病毒、抗寄生虫和抗真菌化合物。
                                             吴晓燕 编译自https://phys.org/news/2020-04-breakthrough-genetic-potential-ocean-microbes.html
    原文链接:https://www.nature.com/articles/s41592-020-0796-x
                                  原文标题:Genetic tool development in marine protists: emerging model organisms for experimental cell biology

相关报告
  • 《科研人员研发出恶性疟原虫中进行基因编辑的新型遗传操作工具》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-01-03
    • 12月24日,国际学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了中国科学院上海巴斯德研究所江陆斌研究组题为Epigenetic editing by CRISPR/dCas9 in Plasmodium falciparum 的最新研究成果。 疟疾与艾滋病、结核病一起被列为全球三大传染性疾病。疟原虫是引起疟疾的真核病原微生物,其中恶性疟原虫的感染致死率最高。分子水平的遗传操作是研究恶性疟原虫病理学以及抗药机制的重要工具。然而,疟原虫中通过同源重组机制进行基因修饰的效率极低,而且恶性疟原虫缺乏可运行RNAi机制的关键原件,因而对疟原虫的研究急需发展一种高效简便的基因编辑工具。 Cas9的两个关键酶活位点被突变后的dCas9保留了结合DNA功能,但是失去了切割DNA的功能。将dCas9与一些表观遗传修饰因子相偶联,可以高效地对特定基因进行转录水平的调节。江陆斌研究团队利用CRISPR/dCas9系统,在恶性疟原虫中成功构建了基于表观遗传修饰的新型基因编辑工具。分别将dCas9与恶性疟原虫乙酰转移酶(PfGCN5)和去乙酰化酶 (PfSir2a)融合表达。在特异性sgRNA 的引导下,dCas9重组蛋白可以在靶基因的转录起始位点(TSS)附近特异性调节染色质组蛋白乙酰化修饰水平,从而控制该基因表达的沉默或激活。运用此新型CRISPR/dCas9技术,该团队分别对恶性疟原虫感染人体红细胞的两个关键基因PfRh4和PfEBA-175成功地进行了表达调控,并诱导出相应的感染表型的变化。在此基础上,该团队进一步鉴定出恶性疟原虫生长必需基因PfSET1参与调节恶性疟原虫红内期生长过程的分子基础。该研究成果为恶性疟原虫基因编辑提供了新的有效的遗传操作工具,为恶性疟原虫功能基因组学研究提供了强大的遗传操作系统。
  • 《厦门将建国家级海洋生物遗传资源创新平台》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:闫亚飞
    • 发布时间:2023-07-11
    • 在自然资源部第三海洋研究所,有一个世界最大的海洋微生物菌种保藏管理中心,这里储存着4万多株海洋微生物菌种。目前,在厦门市政府的支持下,中心将启动厦门海洋生物基因库建设。据悉,基因库计划落户于翔安欧厝的南方海洋创业创新基地,预计通过五年建设,争取成为国家级海洋生物遗传资源创新平台。 18日,厦门市海洋发展局与自然资源部第三海洋研究所就共建厦门海洋生物基因库签订框架协议。双方建设海洋生物基因库,对掌握海洋生物基因资源战略储备、维护海洋生物信息资源安全具有重要意义,将为海洋生物科学研究、资源开发利用和技术创新提供海洋生物基因大数据支撑,从而促进海洋科研成果转化、提升招商引资服务环境。双方将在场地、资金、人才和政策等方面加强合作,努力将海洋生物基因库建成国家级海洋生物遗传资源创新平台。 自然资源部第三海洋研究所海洋生物遗传资源重点实验室是长期从事海洋生物基因资源研发的平台,通过长期开展深海生物资源调查与应用潜力评估,发现并获取大量微生物新物种、新功能基因。目前已建成世界最大的海洋微生物菌种保藏管理中心。不过,因场地不足等原因,相关研究和开发工作受到一定的限制。 为了推进“十四五”海洋经济发展规划深入实施,加快建设国际特色海洋中心城市,厦门市海洋发展局与自然资源部第三海洋研究所加快共建步伐,把海洋微生物菌种保藏管理中心借助数字化手段升级为厦门海洋生物基因库。 据悉,海洋生物基因库首个五年计划将建在厦门南方海洋研究中心欧厝基地内,相关仪器设备采购工作已启动,建成后将围绕国家海洋经济发展与战略性新兴产业布局,共享与开发利用海洋生物基因资源,同时与厦门海洋产业对接,更好地服务地方海洋经济高质量发展。 【揭秘】 4万多株海洋生物菌种 “冰封”此处 记者带您探访位于海洋三所的中国海洋微生物菌种保藏管理中心 打开液氮存储罐,一股凉气袭面而来。技术人员戴上特制的手套,取出储藏盒,里面是一株株冷藏在-180℃冻结罐里的海洋生物菌种。18日,记者在位于自然资源部第三海洋研究所的中国海洋微生物菌种保藏管理中心,看到了“冰封”在这里的海洋生物菌种。 仔细观看,一个个小小的管子里,按序分类存放着各种菌种。“这些菌种有的来自千里迢迢的大洋深海、甚至是南北极,也有的来自近海各种环境。”自然资源部生物遗传资源重点实验室主任邵宗泽说,“这些菌种的生境包括表层水样、沉积物、红树林土壤、热液羽流、热液烟囱、冰芯、极地冻土,多样性极高,资源非常丰富。” 这些来之不易的海洋生物菌种主要储存在液氮罐库、超低温冰箱库和4℃冷库等。液氮罐库有六个巨大的液氮存储罐,罐内的温度低至-180℃;超低温冰箱冻存库则有15台-80℃超低温冰箱;4℃冷库主要用于存放真空冷冻干燥样品。 “截至目前,这个中心已标准化保藏入库海洋生物菌种4万多株。”邵宗泽介绍道,中国海洋微生物菌种保藏管理中心是我国第一个专业的海洋微生物菌种保藏机构,主要负责海洋微生物菌种资源的采集、整理、鉴定、保藏与共享,是一个公益性菌种资源保藏机构。 中心为这些来自大洋深海的菌种建立了信息库,每个菌株有明确的分类信息,包括来源信息、分类学信息、生理生化特征、菌落与显微图像,以及分离地、生境与用途描述等50多个条目。值得一提的是,中心还建立了菌种资源共享网站(www.mccc.org.cn),企业或个人可以查询菌种、委托保藏菌种、开展菌种鉴定等。