《新机理可将移动基因固定在植物基因组内》

  • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
  • 编译者: 徐倩
  • 发布时间:2017-11-28
  • 转座子(Transposable elements,TEs)又称易位基因,能在DNA中移动并嵌入到新位置,被认为是宿主基因组的寄生物,是很强大的诱变剂。如不能加以有效控制,会导致基因中断、基因组重组及基因组取代。因此,生物体的一个重要功能就是控制这个麻烦制造者的运动。目前为止,所有已发现的对TEs的控制方法都依赖表观遗传,这就意味着TEs蛋白质的产生被抑制。最近,北海道大学研究团队发现了将TEs固定在植物基因组内的一种全新机理 。

    研究人员发现,通过调节温度变化,可以控制金鱼草体内一种叫Tam3的转座子的活动和非活动状态。因此,发现使TEs处于非活动状态的机理将成为可能。研究小组随后将目标锁定在Tam3转座酶蛋白上,利用多种方法追踪它在细胞中的位置。Tam3转座酶蛋白由Tam3产生并使其能够移动。

    研究发现,当Tam3失活时,金鱼草在质膜内留存了Tam3转座酶。当Tam3被激活时,Tam3移动到它们通常被发现的地方——细胞核。

    研究人员还发现,Tam3转座酶中一种叫作“Znf-BED”的结构在将Tam3留存在质膜方面起关键作用。当Znf-BED发生部分改变时,转座酶不会移动到质膜,而是进入细胞核。因此,该团队认为,由金鱼草产生的未知蛋白质通过Znf-BED与Tam3转座酶结合,并将Tam3保留在质膜上。

    这一研究首次发现了通过非表观遗传控制方法将TEs固定下来的新机理。与表观遗传在蛋白质产生之前就控制基因表达不同的是,该机理是在蛋白质产生之后留存了TEs。该研究结果将有助于对其它生物体内TEs的类似机理开展研究。

    (编译 徐倩)

相关报告
  • 《利用CRISPR核糖核蛋白复合物对植物基因组编辑突变进行基因分型》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2018-10-12
    • 尽管在基因组编辑方面取得了巨大的成就,但是准确检测由序列特异性核酸酶引起的突变仍然是植物尤其是多倍体植物的一个挑战。当突变频率低或需要筛选大量群体时,有效的检测方法尤其重要。本文应用纯化的CRISPR核糖核蛋白复合物切割PCR产物用于六倍体小麦和二倍体水稻的基因组编辑突变检测。结果表明,该突变检测方法比Sanger测序方法更灵敏,比PCR/RE方法更适用于无限制性内切酶位点的检测。我们还证明了这种检测方法在小麦基因组编辑中特别有用,因为目标位点常常被单核苷酸多态性所包围。利用该筛选方法,我们还可以检测纯化的TALEN蛋白诱导的外源游离DNA TAGW2突变。最后,我们表明,部分碱基编辑突变也可以使用高保真SPCAS9变异体或FNCPF1检测。PCR/RNP法成本低,可广泛应用于植物基因组编辑突变的快速检测。
  • 《蕨类植物基因组与种子植物的早期进化》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2018-10-08
    • 蕨类植物是一种神秘裸子植物谱系,包括三属,分别为买麻藤属、百岁叶属和麻黄属,形态不同于其他所有的种子植物。它们的独特性引发了许多关于种子植物的起源、进化和系统定位的争论。为增加我们对蕨类植物进化的理解,以及他们与其他种子植物的关系,我们在这里报告一个买麻藤的高质量基因组序列草图,第一种蕨类植物。通过使用一种新的基因组装配策略应对高水平的杂合性,我们组装> 4 GB的序列编码27491个蛋白编码基因。比较分析买麻藤与其他裸子植物基因组,揭示出一些引人注目的和独特的基因组特征,反转录转座子的不同组合,有证据表明消除频率高于累积频率,内含子结构存在显著差异,包括(反向)转座因子的长度分布和比例,以及功能蛋白结构域增殖的独特模式。此外,几个基因家族显示了麻藤属特异复制数量的扩展(例如纤维素合酶)或缩减(例如,晚期胚胎丰富蛋白),这可能与买麻藤独特的形态创新,以适应温暖、中生环境有关。总的来说,买麻藤基因组能够更好地分辨种子植物中的祖先基因组特征,以及鉴定基因组特征以区别买麻藤和其它裸子植物。