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中国科学家4月参与发表多篇Nature及其子刊文章

日期: 2019年04月29日


    

4月中国学者参与的多项研究在Nature杂志及其重要子刊上发表,其中包括植物类受体蛋白激酶TMK1介导的生长素信号途径,测定早期肝细胞癌的蛋白质组表达谱和磷酸化蛋白质组图谱,以及首次使用RNA模板实现同源重组修复。

 

生长素作为植物最重要的激素之一调控了复杂的植物发育过程。不同浓度的生长素对植物的调控完全不同,但其浓度效应的作用机制目前尚不清楚。

 

来自福建农林大学海峡联合研究院园艺中心,中科院上海逆境生物学研究中心徐通达教授课题组发表了题为“TMK1-mediated auxin signalling regulates differential growth of the apical hook”的文章,报道了植物类受体蛋白激酶Transmembrane Kinase 1(TMK1)介导的生长素信号途径调控植物差异性生长的分子机制。

 

这项研究阐明了一条新的生长素-TMK1-IAA32/34信号通路,一方面揭示了生长素通过TMK蛋白剪切的方式从细胞膜向细胞质和细胞核传递信号的新模式,另一方面揭示了生长素通过非典型IAA蛋白调控植物生长发育的分子机制。该信号通路解释了局部高浓度生长素抑制生长的分子机制从而解释了顶端弯钩维持阶段内外侧差异性生长的调控机制。该工作为生长素信号通路的研究开拓了新的思路,拓展了新的方向。

 

来自复旦大学附属中山医院,军事医学科学院的研究人员测定了早期肝细胞癌的蛋白质组表达谱和磷酸化蛋白质组图谱,发现了肝细胞癌精准治疗的潜在新靶点。

 

研究通过对复旦大学附属中山医院手术切除的肝细胞癌及配对癌旁组织进行蛋白组学和磷酸组学分析,提出早期肝细胞癌的蛋白质组学分层方法,并发现甾醇O-酰基转移酶1(SOAT1)表达水平与肝癌患者较差的预后密切相关。

 

随后,研究人员从复旦大学附属中山医院254例肝癌组织芯片中得到进一步验证:SOAT1的表达水平与肝癌患者的总体生存时间显著相关,多因素分析显示SOAT1是早期肝癌患者的独立预后因素。

 

为了进一步挖掘SOAT1的临床价值,研究人员利用复旦大学附属中山医院肝外科构建的PDX模型进行了SOAT1抑制剂——阿伐麦布(avasimibe)的药效学研究,以往该抑制剂作为一种治疗动脉粥样硬化药物进行临床试验,还从未发现其抗肝癌作用。

 

研究团队发现,阿伐麦布能够显著抑制SOAT1高表达PDX模型的肿瘤大小,且未观察到明显毒副作用。临床前研究结果显示,阿伐麦布有望成为肝癌靶向治疗中的一种新型药物,在肝癌药物治疗中发挥重要作用。

 

自2012年CRISPR/Cas基因组编辑技术被发明以来,已被广泛应用于动物、植物和微生物等诸多物种的基因组编辑。基因组编辑首先在基因组靶向位置产生DNA双链断裂(DSB),这些产生的DSB可通过非同源末端连接(NHEJ)或者HDR途径进行修复。

 

NHEJ最常用于移码突变破坏基因功能,而HDR主要被用于对靶标序列的精准替换或定点插入。在多数物种中,NHEJ是DSB最主要的修复途径,而通过HDR途径进行精准修复的概率特别低。HDR修复途径需要额外提供同源重组的供体作为修复的模板,在动物中可以较容易地将CRISPR/Cas系统及同源重组供体递送入细胞中,而在植物中,主要通过农杆菌侵染或基因枪轰击愈伤的方式来进行CRISPR/Cas系统以及DNA供体的递送。

 

虽然利用基因枪转化或者双生病毒系统可以提高DNA模板数量进而提高HDR的发生概率,但是实现高效率的植物同源重组依然是一个巨大的挑战,因此限制了基因组编辑的拓展应用。

 

来自中国农业科学院作物科学研究所,美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员合作,发表了题为“Precise gene replacement in rice by RNA transcript-templated homologous recombination”的文章,使用RNA作为同源重组修复(HDR)的模板,并分别利用核酶自切割和具有RNA/DNA双重切割能力的CRISPR/Cpf1基因编辑系统,成功获得后代无转基因成分的抗ALS抑制剂类除草剂水稻植株。 

这项研究是在植物中首次成功利用RNA作为同源重组修复模板,开辟了利用植物RNA作为同源供体模板进行同源修复的新思路,是植物基因组编辑领域的重大进展。

 

研究人员首先利用分子生物学手段并对重组事件进行评估,证实了将RNA作为同源重组修复模板,参与CRISPR/Cpf1介导的DNA同源重组修复的可行性。与通常使用的DNA模板不同,RNA模板可以在体内通过植物自身的转录系统持续产生,为同源重组修复提供更多的模板。

 

转载标题:中国科学家4月参与发表多篇Nature及其子刊文章

 

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