《灵长类脑发育过程蛋白表达的时空变化》

  • 来源专题:脑科学与类脑研究
  • 编译者: 苑亚坤
  • 发布时间:2023-09-28
  • 2023年7月3日,昆明理工大学司维、季维智及王正波共同通讯在Nature Communications发表题为“Spatiotemporal proteomic atlas of multiple brain regions across early fetal to neonatal stages in cynomolgus monkey”的研究论文,该研究构建了食蟹猴从胎儿早期到新生儿期大脑发育的时空蛋白质组学图谱。

    研究表明(1)不同阶段的变异性大于大脑区域之间的差异,并且小脑与大脑以及皮质与皮质下区域的比较揭示了早期胎儿到新生儿阶段的区域特异性动态;(2)与神经疾病相关的蛋白质丰度波动表明胎儿早期出现神经疾病的风险;(3)跨物种分析(人、猴、小鼠)以及蛋白质组学和转录组学数据之间的比较揭示了蛋白质组学特异性和具有mRNA/蛋白质差异的基因。这项研究提供了对灵长类动物胎儿大脑发育的见解。

相关报告
  • 《遗传发育所开发出可预测的精细下调目标基因蛋白表达的新方法》

    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:季雪婧
    •     基因编辑技术在植物中的开发和应用,为分子设计育种带来了革命性的变化。基于基因编辑技术建立基因精细调控的方法对于精准设计育种至关重要。目前应用最广泛的基因表达调控方法如CRISPR-Cas、CRISPRi和RNAi等技术,只能实现对基因的完全敲除或将基因的表达抑制到不可预测的水平。利用CRISPR-Cas9技术对启动子区域进行编辑,可以在转录层面将基因的表达调控至不同的水平,并产生大量不可预测的数量性状变异。而这种方法将耗费大量精力用以筛选理想的突变体。因此,开发新的能够可预测地精细调控基因表达的方法可以拓展现有的基因表达调控工具箱,为作物遗传改良提供有力的技术支撑。   上游开放阅读框(upstream open reading frame,uORF)是真核生物mRNA上普遍存在的翻译调控元件,对基因主效开放阅读框(primary open reading frame,pORF)的翻译具有抑制作用。2018年,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR-Cas9技术对uORF进行编辑,建立了精细上调内源基因翻译的方法,并利用该方法培育出维生素C含量显著提高的生菜种质(Zhang et al., Nat. Biotechnol., 2018;Si et al., Nat. Protoc., 2020)。2020年,高彩霞研究组将这一技术应用于草莓的遗传改良,获得了梯度糖分的系列草莓新种质(Xing et al., Genome Biol., 2020)。近日,高彩霞研究组基于既往研究,进一步开发出能够可预测地精细下调目标基因蛋白表达的新方法。   uORF的长度及uORF与pORF之间的距离等多种因素均影响uORF对pORF翻译的抑制能力。因此,研究设想可通过以下两种策略抑制目标基因的翻译:一是在目标基因的5’ 非翻译区(5' untranslated region, 5’ UTR)从头产生新的uORF;二是原位突变内源uORF的终止密码子以延伸其表达框长度。原生质体瞬时系统的结果表明,这两种策略可以有效地将pORF的翻译抑制到不同的水平,且对其mRNA的表达量几乎没有影响。此后,研究利用碱基编辑和引导编辑系统获得了含有新创制uORF或内源uORF被延伸的水稻突变体植株,通过对突变体植株的蛋白表达水平和表型进行检测,发现突变体中引入的uORF变体对目标蛋白表达和表型的影响与瞬时系统结果一致。   为了实现对目标基因的表达进行连续的梯度下调,本研究结合以上两种策略,分别在水稻的OsTCP19、OsTB1和OsDLT基因的5’ UTR区域设计了一系列具有不同抑制能力的uORFs,瞬时系统的结果表明pORF的翻译水平被梯度地抑制到了原始水平的2.5-84.9%,实现了对基因的梯度敲降。OsDLT基因编码GRAS蛋白家族成员,参与水稻油菜素内酯信号转导途径,调控水稻株高、分蘖数、种子大小等多个重要农艺性状。该研究以OsDLT基因为靶标,通过编辑OsDLT基因的5’ UTR,获得了一组具有不同叶夹角、株高和分蘖数的突变体,且突变体的表型变化趋势与瞬时系统预测结果一致。
  • 《葡萄种子发育过程中WBC基因的克隆与表达分析》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2018-10-15
    • 白棕色复合物(WBC)转运体,也被称为半尺寸ATP结合盒G(ABCG)转运体,参与了许多生物学过程,包括种子发育;然而,对葡萄中WBC转运体的关注较少。为了揭示WBC的分子特征以及WBC与矮生(无核)葡萄农艺性状的关系,我们对葡萄的VvWBC基因进行了基因组普查和胚珠相关表达分析。我们确定了30个VvWBC基因和克隆全长互补DNA(cDNA)的其中20个。组织或器官特异性表达分析表明,一些VvWBC表现出不同的表达模式,有些表现出组织特异性。十二个VvWBC基因在发育胚珠中表达。此外,定量实时PCR(qRT-PCR)的结果表明,十二个胚珠表达的VvWBC中有四个在种子葡萄和矮生葡萄胚珠发育过程中具有不同的表达谱。这四个基因可能参与胚珠败育。同时,对VvWBC基因进行了染色体定位、多序列比对、外显子/内含子结构分析和同源性分析。本实验为矮生无核机理提供了一个新的视角,也为进一步研究WBC转运体奠定了基础。