华人科学家在植物中发现与人类类似的抗胁迫基因

【字体: 时间:2008年01月29日 来源:生物通

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  华人科学家肖伟第一次证实,在多个机体研究同一类基因的功能是可行的。他们在植物的模式生物拟南芥中研究与人类和动物类似的四个抗胁迫基因,发现其中一个基因的无义突变会导致拟南芥的生长缓慢和死亡,证实该基因在DNA修复中具有与动物基因相似的功能。这种整体水平的研究,可能会对人类及动物的治疗癌症和预防感染有重大的意义。

  生物通报道:动物和植物之间在许多方面差异巨大,所以研究动物和植物的分子生物学家,通常都是界限分明,互不交叉。然而,萨斯卡川大学(University of Saskatchewan)一个研究小组的研究结果打破了这一界限,显示出未来学科融合的趋势。他们在研究植物抗胁迫基因上取得的突破,甚至有助于人们预防病毒和细菌的感染,有助于治疗人类的癌症,而不再仅仅应用在提高农作物的抗胁迫能力。

华人科学家、萨斯喀彻温大学微生物免疫学系(主任)肖伟教授主持该项研究,研究结果于2008年1月4日发表在顶级的学术刊物《Plant Cell》上。

该研究小组从拟南芥中克隆并描述了四个与抗胁迫相关的基因。这些基因在绝大部分组织都广泛表达,但他们发现,其中一个被称为UEV1D的基因,在花粉和发芽的种子中表达的水平特别高。他们使用T-DNA插入的方法获得了两个uev1d 无义突变株。进一步研究发现,使用损伤DNA的试剂来处理这些突变株,发芽率变低,生长变缓,大部分甚至在2周内停止生长并死掉。研究人员表示,这证明了uev1d基因与拟南芥的DNA损伤反应有关。

肖伟教授说,我们的下一步工作,是看看该基因是否在抗感染中起类似的作用,因为我们曾在人类和动物的细胞中发现,类似的基因能够防御病毒和细菌的感染。另一个工作是,鉴定出另外三个基因在抗胁迫方面的具体作用。

肖伟教授曾用组织培养的哺乳动物细胞来研究癌症和免疫系统,但不幸的是,一旦删除活体内类似uev1d 的基因,动物就会死掉,因此他决定转向植物来研究该类基因。他们研究动物细胞时发现,人体中与拟南芥这四个基因相似的基因,不仅在对抗癌症发生,而且也在够防御病毒和细菌感染方面起作用。肖伟教授表示,这通常涉及到两类密切相关的基因,一个对抗癌症,另一个预防感染。这两组基因相互协作,互为补充。

肖伟教授说,我们第一次证实,在多个机体研究同一类基因的功能是可行的。这种整体水平的研究,对人类及动物的治疗癌症和预防感染有重大的意义。围绕着基因的功能,植物、动物和人类的研究正在初步交叉和融合。

肖伟教授1982年毕业于南京农业大学,1984年在加拿大多伦多大学获理学硕士学位,1988在加拿大萨斯卡川大学获哲学博士学位,随后分别在加拿大萨斯卡川大学和美国哈佛大学从事博士后研究工作,1992年起在萨斯卡川大学工作,2000年被聘为萨斯卡川大学微生物学系终身教授。肖伟教授在酵母DNA损伤与修复、基因调控及信号传导等方面的研究,处于国际领先的地位。(生物通,揭鹰)

补充阅读:
Rui Wen  et al . (2008) Arabidopsis UEV1D Promotes Lysine-63–Linked Polyubiquitination and Is Involved in DNA Damage Response. Published on January 4, 2008; 10.1105/tpc.107.051862
摘要:http://www.plantcell.org/cgi/content/abstract/tpc.107.051862v1
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