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生物通报道，最近一期的Nature China刊发了新一期的Research Highlights文章，入选的有三篇生命科学领域的文章。分别是，北大朱作言教授在PloS Biology上的文章，昆明动物研究所姚永刚在Cell子刊The American Journal of Genetics上的文章，以及中国科学院遗传与发育生物学研究所副院长李家洋院士在Plant Cell上的文章。

 

北大朱作言教授在PloS Biology上的文章

生物通文章链接：北大朱作言院士PloS Biology 发现新基因

 

研究小组获得并鉴定出一种控制外分泌细胞分化的基因，名为：外分泌细胞分化与增殖因子（生物通译自，exocrine differentiation and proliferation factor，exdpf），在斑马鱼模型中，exdpf高度在祖细胞中表达这些祖细胞最终发育成胰腺。如果通过遗传技术将exdpf敲除，将导致外分泌细胞缺乏或分泌功能不足，有趣的是外分泌细胞开始停止细胞周期，但是却不发生凋亡，外分泌细胞团块表面上看仍正常。

 

用RT-PCR鉴定发现，祖细胞细胞周期停滞是由细胞复制抑制基因p21cip与p27kip表达过度所致，并且cyclin G1也过度表达。但当exdpf表达过高时，外分泌细胞增殖过速，导致内分泌细胞增殖受阻。这表明，exdpf是外分泌细胞的促进生长调控机制，对内分泌细胞而言是抑制基因。

 

研究小组发Ptf1a（pancrea-specific transcription factor 1a），是促进exdpf转录的因子，有三个结合位点。而exdpf的下游作用分子是维甲酸A（retinoic acid RA）,维甲酸是促进胰腺发育的活性物质。

 

研究小组这一成果为胰腺发育提供了新的研究思路，找出了一种控制胰腺外分泌细胞发育的基因。这一基因在哺乳动物中高度保守，并且研究者还发现exdpf还在某些人类肿瘤组织中过度表达，这也许表明exdpf是促进肿瘤发生的基因之一。

 

昆明动物研究所姚永刚在Cell子刊The American Journal of Genetics上的文章

生物通文章链接：杰青近期3篇Cell子刊解析遗传致病基因

 

LHON是导致青壮年突发双目失明的最常见眼病，也是最常见的线粒体基因遗传病，由德国医生Leber于1871年首先报告。1988年美国Wallace研究组首先确定LHON的病因，是由mtDNA突变所致，可以通过母亲传给全部后代。在我国上世纪九十年代，南京、福建和广州的学者相继发现我国LHON患者也是由mtDNA的几个常见原发突变所致。尽管LHON病因早已明确，但发病机制仍有三大难题不明：为什么mtDNA突变携带者只有不到三分之一发病？为什么男性发病率远远高于女性？为什么mtDNA突变携带者要在青壮年发病？这些有关发病风险问题的阐明，是本病预防、早期干预及治疗的关键。遗憾的是，国内部分同行误以为找到LHON的病因后就没有多少值得研究的了，并不支持基于这些关键问题的研究。

 

姚永刚课题组与张清炯课题组及其合作者首先从1369个LHON家系中选择有m.11778G>A原发突变的家系，然后对175个有详细家系资料的家系进行了系统的分析。通过分析每个家系mtDNA不同区域变异类型来确定该mtDNA所属类群，结合每个家系中LHON发病情况进行回归分析，发现线粒体单倍型类群M7b1’2显著增加LHON的发病外显率，而单倍型类群M8a显著降低发病率。在对归属于上述单倍型类群的患者线粒体全基因组序列进行系统发育分析后发现，类群M7b1’2的致病性风险很可能是由于ND5基因上的类群特有性变异（m.12811T>C）和原发性突变之间存在的协同效应引发；相反，类群M8a含有的位于ATPase6基因上的两个类群特异性变异m.8584G>A和m.8684C>T很可能提供一种保护作用，阻止原发突变m.11778G>A的外显，进一步对含有这两个M8a特有变异的ATPase6蛋白二级结构变化的预测结果支持上述推测。该研究是目前东亚人群LHON病发情况和线粒体遗传背景之间关系的首次系统性研究，结果不仅对揭示mtDNA原发突变携带者LHON发病与否的相关危险因素有重要价值，而且为进一步阐明LHON复杂的发病机制等后续研究提供了很好的思路和基础，同时对国人LHON发病的遗传咨询和可能的早期干预提供了重要线索。

 

中国科学院遗传与发育生物学研究所副院长李家洋院士在Plant Cell上的文章

生物通文章链接：最年轻院士Nature中国亮点文章

 

据介绍，亚洲稻米（Asian rice）中的一个种属oryza sativa起源于野生的水稻，现在该种属可分为两种不同的亚型，其中一个是phenol reaction（PHR）亚型。Indica种属的谷粒在苯酚溶液中会变成棕色，谷粒长期储存后也会发生类似的变化，只是延续的时间比较长。相反，japonica种属的谷粒不会出现褪色的现象。这种情况也许是两种谷物在驯化过程中所产生的差异。

 

谷粒的苯酚反应（PHR）主要取决于一个单基因 Phr1，在本研究中，李家洋教授课题组克隆了一个Phr1基因，它编码一个多酚氧化酶（polyphenol oxidase）。Phr1基因与苯酚反应具有直接的联系，是控制苯酚反应的基因。如果在缺失Phr1的谷物中转入Phr1可修复苯酚反应。japonica种属是一类缺失Phr1的水稻品种，但是，Phr1却存在于所有的野生水稻和indica种属的水稻中。

 

研究小组用系统进化法分析得知，人工选择（人工驯化）是水稻的Phr1缺失与否的主要影响因素，人工驯化导致Phr1缺失的几率比自然条件下高3倍。因此，研究者认为褪色基因缺失是人工驯化所致。

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