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    生物技術前沿一周縱覽(2016年1月29日)

    2016-01-30 11:48 | 作者: 基因農業網 | 標簽: 生物技術前沿一周縱覽

    磷添加對土壤微生物影響的研究

     
    土壤微生物對生態系統中的分解與養分循環中起著著重要的作用,而土壤養分(尤其是氮與磷)又能影響微生物量及群落結構。與土壤有效性氮含量對微生物的影響相比,目前關于有效磷含量對土壤微生物影響的研究少且研究結論不一致。研究人員以西南亞高山人工云山林為研究對象,通過對土壤實施不同劑量的無機磷,研究了實驗處理2年后土壤微生物量及群落結構的變化。研究發現,高劑量磷添加處理增加了土壤微生物量及大部分微生物類群(細菌、真菌及叢枝菌根真菌)的豐富度,而另外兩種較低劑量磷添加處理對微生物的影響并不明顯。該研究結果表明,土壤微生物對于有效磷含量的升高并不敏感,磷添加主要通過影響土壤碳循環及化學性質(如pH)對微生物產生間接的影響。(European Journal of Soil Biology
     
     
    揭示細胞內物質運輸調控的新機制
     
    內吞體是細胞攝取的外部物質或內質網合成的蛋白質向溶酶體遞送的中間載體。由內吞體介導的向溶酶體的運輸通路對于發育信號調控至關重要。研究人員運用突變體篩選和基因克隆方法,在模式動物秀麗線蟲中發現了兩個新的基因,sorf-1sorf-2。它們的突變體表現為早期內吞體異常增大,且出現內吞體運輸障礙。該研究還發現,人類細胞中SORF-1和SORF-2的同源蛋白WDR91和WDR81也形成復合體,并與Beclin1互作而抑制內吞體上PtdIns3P的生成。WDR81的突變與人類發育疾病CAMRQ2緊密相關。該疾病表現為小腦發育缺陷、智障,四肢行走,但病理機制未知。因此,本項研究表明細胞內吞體運輸障礙很可能是該綜合征的主要發病機制。此外,研究者預期WDR91也可能與某種待發現的遺傳疾病密切相關。(Journal of Cell Biology
     
     
    不用動物實驗來預測化學毒性
     
    新研究發現可以通過基于細胞的方法來預測化學物質對人的毒性,而不需要做動物實驗。這項研究演示了基于細胞的毒性模型,可能有助于開發出代替傳統用動物實驗測量化合物毒性的方法。研究人員測試了化學物質在15種不同濃度下和30個靶點反應時的活性,靶點包括人體細胞核受體或者細胞通路,獲得了超過5千萬條數據。他們將數據和化學結構結合起來,創造了一些毒性模型,這些模型可以用于預測化學物質在動物或者人身上的不良健康結果。當這些結果和從動物試驗中獲得的或者已知的從人身上獲得的接觸毒性物質的數據比較時,研究人員發現,他們的模型既能預測對人毒性,也能預測對動物的毒性。雖然這些結論需要用額外的細胞通路通路和靶點進行更多的試驗,作者提出,基于細胞的方法能用于毒理試驗,而且能幫助優先選出化合物用于更深入的毒理試驗。(Nature Communications
     
     
    基于CRISPR技術尋找基因組調控元件
     
    基因組上編碼區僅占基因組的大約1%,而其他99%的序列參與基因表達的調節。傳統的研究方法是將基因組切成小片段,并探討它們是否足以推動基因的表達。研究人員描述了一種基于CRISPR的新技術,可系統而有效地在長的基因組片段中尋找調控元件。在這項技術的第一次應用過程中,他們發現了證據表明,當前人們對于基因調控的看法是不完整的。采用一種直接的檢測法來揭示基因組序列在其原生環境中具有充分的必要性。(Nature Biotechnology
     
     
    高精度基因編輯
     
    現在廣泛用于基因編輯的CRISPR-Cas9核酸酶可方便地被定制,但在與“on-target site”相似的序列上也會誘導產生全基因組范圍的脫靶突變。Keith Joung及同事報告了來自釀膿鏈球菌的Cas9的一個高保真度變異體,它顯示了與野生型酶具有可比性的“on-target”活動,但也有全基因組范圍的斷裂捕捉(break capture)和定向測序方法無法檢測到的脫靶事件。(Nature
     
     
    蛋白質分析過程大大縮短
     
    免疫印跡法、ELISAs和免疫組化,往往需要幾個小時或幾天的孵育(incubation)?,F在,美國華盛頓大學的科學家開發出一項新的技術,大大縮短了這一過程。該項技術稱為循環濾水補充(cyclic draining-replenishing,CDR),可加快表面試驗。這種技術依賴于一種非常簡單的方法:破壞靠近目標的膜——通過排放溶液然后再次使用?,F在,研究團隊在所有的表面生物測定中,使用該程序取代傳統的孵育技術,他們目前正在與機械工程師合作,想使CDR程序自動化。(Small
     
     
    滾環擴增拓展芯片合成寡核苷酸文庫的應用
     
    合成寡核苷酸是納米技術、遺傳學和合成生物學研究的主要成本因素,所有這些都需要成千上萬的高質量的寡核苷酸。芯片合成的便宜的寡核苷酸庫可以包含成千上萬不同的序列,然而每條序列的數量只有亞飛摩爾量。在最新的一項研究中,研究人員提出了一個選擇性的核酸擴增方法,基于三輪滾環擴增(Rolling-Circle Amplification,RCA),可以每毫升反應產生納摩爾單鏈寡核苷酸。在一個多步驟的一鍋法流程中,成百或上千不同長度的單鏈DNA可以選擇性地一起擴增和純化。這些寡核苷酸被用于折疊成多個DNA納米結構,并作為原位雜交探針主要的熒光捕獲器。這個擴增成本低于其他報道的方法(通常約為20美元/納摩爾總產生的寡核苷酸),主要是由所使用的商業化酶的成本決定。(Nature Communications
     

    來源:基因農業網

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