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    生物技術前沿一周縱覽(2015年7月31日)

    2015-07-31 08:57 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

    植物先天免疫研究取得新進展
     
    病原細菌在侵染植物時需要分泌一系列效應蛋白到宿主細胞內,通過作用于特定靶點,改變植物的生理活動,以利于細菌的入侵或定殖。研究效應蛋白的作用機理不僅使得我們認識病原細菌如何完成致病這一復雜生物學過程,還能幫助我們認識植物生物學本身的內在機制。一項新的研究發現,丁香假單胞菌效應蛋白AvrB通過與RIN4相互作用,正調控H+-ATPase AHA1的活性,從而導致氣孔張開,以利于細菌的入侵。意想不到的是,AHA1對氣孔保衛細胞運動的調控并非僅僅通過改變離子通道就可實現,而是通過產生一未知信號,促進茉莉素受體COI1與轉錄抑制子JAZ的相互作用并增強茉莉素信號通路來實現的。(Plant Cell)
     
     
    水稻SPL5基因在抗病應答中負調控5-羥色胺的生物合成
     
    水稻spl5(spotted leaf 5)突變體能自發產生類似超敏反應(hypersensitive response,HR)的細胞壞死斑(lesion),并顯著性增強對病原菌的抗性,表明SPL5基因在細胞死亡和抗病應答中起負調控的作用,但是SPL5介導的調控途徑及其分子機制尚不清楚。本研究利用基因芯片技術,分析了水稻spl5突變體與野生型對照葉片組織的轉錄組水平,發現幾百個基因在spl5突變體中的表達上調或下調,其中有相當一部分基因的功能與生物性防御反應或活性氧代謝有關。該實驗結果給SPL5基因調控機制提出了一個可能的模型:SPL5基因負調控轉錄因子OsWRKY14的表達,通過OsWRKY14介導水稻5-羥色胺的生物合成,5-羥色胺的積累促進PR基因的表達,從而激活水稻的抗病應答反應。(Rice)
     
     
    RNA測序重大突破
     
    來自芝加哥大學、德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員報告稱,他們開發出了一種新方法實現高效定量高通量tRNA測序。這種叫做DM-tRNA-seq的技術適用于在所有生物體中開展tRNA研究。這種標準方法適用于諸如mRNA、長鏈非編碼RNA、miRNA或來自rRNA的片段、小核RNA及小核仁RNA等大多數的細胞RNAs。tRNA是唯一一類無法有效及定量應用標準測序方法的細胞小RNA分子。在該研究中研究人員開發出了DM-tRNA-seq的測序技術,采用兩種策略消除或大大減少了tRNA修飾和結構障礙,在HEK293T細胞中實現了高效的定量tRNA測序。新的DM-tRNA-seq測序方法不僅使得進行高效定量tRNA測序變得切實可行,并能夠以一種高通量的方式用于研究tRNA上的這些甲基化修飾。(Nature Methods
     
     
    微生物生物膜內的給予與索取
     
    在一種生物膜的生長過程中,周邊細胞保護內部細胞不受外部攻擊,但也能通過周邊細胞的營養消耗使它們餓死。在這項研究中,研究人員發現,保護與餓死之間的這種沖突通過周邊與內部細胞之間的長距離代謝共依賴性的出現得到了解決。尤其是,他們通過枯草桿菌生物膜發現,生長會周期性地停止,以增加受保護的內部細胞的營養供應,而這反過來又會提供生物膜在周邊生長所需的代謝物。(Nature
     
     
    低劑量白藜蘆醇抗癌效果更好
     
    一項最新研究發現,白藜蘆醇——在紅葡萄中發現的一種化合物,與高劑量服用相比,小劑量的使用更能有效地預防腸癌。給易患腸癌的小鼠服用小劑量的白藜蘆醇,結果顯示,腫瘤大小減少了50%,而服用高劑量白藜蘆醇的小鼠腫瘤只減少了25%。低劑量的白藜蘆醇停止腫瘤生長的有效性,是高劑量的白藜蘆醇的兩倍,但這種效果只出現在喂食高脂肪飲食的動物中。服用不同劑量白藜蘆醇的腫瘤患者,其腫瘤樣本顯示,即使是更低劑量的白藜蘆醇,也可以進入癌細胞,并潛在地影響腫瘤生長所涉及的過程。這項研究為“純化白藜蘆醇在預防癌癥中的作用”開辟了新的途徑,但卻表明,它可能只對有特定遺傳構成(特別是飲食和生活方式)的人有效。(Science Translational Medicine
     
     
    在活性細胞中建設蛋白質工廠
     
    科學家首次成功找到如何在細胞內合成所有蛋白質和酶的方式,并成功創建了具備自我合成能力的活性細胞??茖W家構造出一種和亞基栓在一起的核糖體,可以當作是細胞級別的蛋白工廠,充分利用這些微型細胞工具來產生更多的符合蛋白,未來可被用來生產新藥物或新的生物材料。這種蛋白工具更令人印象深刻的地方在于能夠自己改變蛋白工廠的架構。在自然界中,細胞會首先將DNA轉錄為信使RNA(mRNA)。然后核糖體的兩個大小亞基(兩者都是由RNA和蛋白質構成)結合到mRNA上形成功能單位,在翻譯過程中裝配出蛋白質。一旦完成蛋白質合成,核糖體亞基會彼此分離。為此,研究人員在實驗室中成功構建出了Ribo-T核糖體,它的亞基無法分離,人類或者可以調節Ribo-T來生成一些獨特的功能性聚合物,甚至有可能會開辟出一些新的治療方法。(Nature
     
     
    森林物種多樣性影響因素的新觀點
     
    氣候變化、環境污染、過度伐木等多種因素威脅著全球森林的物種多樣性,而其后果將是導致生物多樣性減少,這不僅是學術圈,也是公眾普遍認同的觀點。但新的研究證實該觀點過于片面。學者們共研究了13個歐洲國家的39個區域,在研究中對比了歐洲39片闊葉林在兩個不同時間點(間隔17至75年)的數據,將其與氣候、林木管理、氮沉降和植物密度聯系起來。通過這種方式,學者們可以找出決定某一地區植物多樣性變化的因素。發現氣候變化對于生物多樣性變化總體上并無實質影響。除了如光照等區域因素外——當然光照也可能會因人類使用而發生變化——氮含量和植物密度對于草本層多樣性更具有決定性影響。因此學者們建議,在預測未來物種多樣性發展時不能僅僅考慮氣候變化、土地利用方式等全球性因素而忽略其他重要細節,要提高預測的準確性更需要考慮植物數量、氮含量等區域因素。(Global Change Biol
     
     
    熱帶森林地表生態過程研究取得重要進展
     
    熱帶森林生物量大,凋落物和粗死木多,分解速度快。但一直以來,研究人員對熱帶森林粗死木分解的研究不多,對有關其分解的限制性的養分因子所知甚少??蒲腥藛T自2009年在小良生態定位研究站建立了熱帶森林養分添加實驗平臺。在前期調查和文獻總結的基礎上,設計實施了森林粗死木分解的實驗。經過近4年的連續觀測分析,該研究發現:熱帶森林中磷是粗死木分解的重要限制因子,提高磷的有效性可以加速粗死木的分解。在不同的物種間,粗死木中的磷含量越高或者C:P比越低,其分解速率越快。該結果加深了對熱帶森林地表生態過程的了解,突出了磷對地表有機碳分解的重要性。(Functional Ecology
     
        

    來源:基因農業網

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