山东农业大学独家发Cell子刊文章

【字体: 时间:2012年10月16日 来源:生物通

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  来自山东农业大学生命科学学院发现了连接植物miRNA和环境胁迫之间的调控新机制,指出选择性剪接在其中扮演的关键角色。相关成果公布在Molecular Cell杂志在线版上。

  

生物通报道:来自山东农业大学生命科学学院发现了连接植物miRNA和环境胁迫之间的调控新机制,指出选择性剪接在其中扮演的关键角色。相关成果公布在Molecular Cell杂志在线版上。

文章的通讯作者是山东农业大学生命科学学院院长郑成超教授,其研究组主要研究方向包括:植物重要功能基因的克隆、鉴定与利用,以及基因表达调控元件的鉴定与应用。郑成超教授曾在重要功能基因、特异启动子克隆与功能鉴定等方面均获得了许多拥有我国自主知识产权的研究成果,申请专利3项。

虽然自iPS细胞技术跻身世界生命科学领域之后,对于小分子RNA(miRNA)的关注热度有所下降,但是这一领域依然吸引了不少科学家为之付出努力,这种5'端带磷酸基团,3'端带羟基、长度在22 nt左右的内源性非编码调控RNAs在控制植物的发育、开花时序、新陈代谢、应激反应等方面起着重要的作用。

其中关于miRNA和环境应激反应,越来越多的研究证明这两者之间存在重要关系,但是对于这一关联自植物中的调控机制,科学家们了解的却并不多。

在这篇文章中,研究人员发现拟南芥内含子miR400能与其由主基因(Host gene):At1g32583共转录,同时在受到热处理后,表达会下降。而且有趣的是,MIR400所在位置的内含子(306 bp)出现的一个选择性剪接(AS)事件受到热应激的特异性诱导。

在这个剪接过程中,切除了一个100 bp的片段,余下的206 bp包含MIR400的内含子仍然保留在由主基因中,因此这一由应激反应诱导的AS事件导致了miR400初级转录产物的更多积累,miR400更少的成熟。

因此研究人员认为,这些结果直接证明了选择性剪接AS是连接植物miRNA和环境胁迫之间的调控机制。

同时Molecular Cell杂志也公布了另外一项由浙江大学完成的研究新成果——当两种关键蛋白质“失控”发生越位碰撞后,就会引发一系列变化,将一个正常的干细胞变成肿瘤干细胞。

近年来,科学家们发现,在许多肿瘤组织中,都存在极少数类似于干细胞的细胞小群体,它们有着与干细胞十分相似的特性,能自我更新,也能分化;同时,它们还有一项特殊的本领,就是“逃逸”。这种现象,在一些接受放疗和化疗的肿瘤患者身上表现得十分明显。在药物作用下,往往是分化的肿瘤细胞被杀死了而肿瘤干细胞却依然活着,或者当时表现得似乎是消失了,一段时间后却又卷土重来,愈演愈烈,因为目前的放疗化疗无法从根本上“消灭”它们。 尽管肿瘤干细胞有可能从已分化的体细胞逆转而来,但目前更多的证据提示它们可能主要来源于正常干细胞的癌变。

在这篇文章中,研究人员发现Oct4可以直接结合部分Akt基因的启动子,抑制其转录。但一旦Oct4被Akt磷酸化后,就会从该启动子区域上脱离下来,从而增强Akt基因的转录。这样,在胚胎癌细胞中,Oct4和Akt间彼此结盟,形成了一个相互促进的调控机制,即‘Oct4–Akt正反馈回路系统’。这也许是肿瘤干细胞比正常干细胞具有更强的自我更新能力和抗凋亡能力的一个重要原因。

(生物通:张迪)

原文检索:

Stress-Induced Alternative Splicing Provides a Mechanism for the Regulation of MicroRNA Processing in Arabidopsis thaliana
Kang Yan, Peng Liu, Chang-Ai Wu, Guo-Dong Yang, Rui Xu, Qian-Huan Guo, Jin-Guang Huang, and Cheng-Chao Zheng
10.1016/j.molcel.2012.08.032

Reciprocal Regulation of Akt and Oct4 Promotes the Self-Renewal and Survival of Embryonal Carcinoma Cells
Yuanji Lin, Ying Yang, Weihua Li, Qi Chen, Jie Li, Xiao Pan, Lina Zhou, Changwei Liu, Chunsong Chen, Jianqin He, Hongcui Cao, Hangping Yao, Li Zheng, Xiaowei Xu, Zongping Xia, Jiangtao Ren, Lei Xiao, Lanjuan Li, Binghui Shen, Honglin Zhou, and Ying-Jie Wang
10.1016/j.molcel.2012.08.030

作者简介:

郑成超 教授  博士生导师

履历
1962年1月生。博士,教授,博士生导师。现任山东农业大学生命科学学院院长,2004年入选国家“新世纪百千万人才工程”国家级人才,2007年入选教育部“****创新团队”带头人,2008年入选山东省有突出贡献的中青年专家,《植物学报》、《农业生物技术学报》编委。1982年毕业于山东农业大学留校任教至今,先后获山东农业大学农学硕士和中国农业大学理学博士学位。1989年2月至6月赴丹麦哥本哈根研修种子技术,1992年1月至1996年1月赴美国加利福尼亚大学戴维斯分校植物生物学系留学,主要从事植物分子生物学方面的研究。2001年作为教育部选派的高级访问学者赴美国北卡罗莱纳大学合作研究, 主要进行了转基因表达调控的研究。近年来主持承担了国家“863”、国家“973”、国家转基因植物研究专项和国家自然科学基金等多项课题,在重要功能基因、特异启动子克隆与功能鉴定等方面均获得了许多拥有我国自主知识产权的研究成果,申请专利3项。在《Neuclear Acids Research》、《Plant Physiology》、《New Phytologist》和《中国科学》等国内外著名学术刊物上发表论文70多篇。

教学工作

本科生《Gene cloning and DNA analysis》;

硕士生《生物化学与分子生物学专业英语》;

博士生《生物化学与分子生物学专题讨论》;

主要研究方向

1.植物重要功能基因的克隆、鉴定与利用:以重要农作物小麦、玉米、棉花、烟草以及模式植物拟南芥为研究材料,克隆与作物发育、抗逆性等密切相关的功能基因,探讨这些基因的表达模式及其调控机制,研究其在作物遗传改良上的利用价值,获得拥有我国自己专利或知识产权的基因,为生物技术育种提供基因资源。

2.基因表达调控元件的鉴定与应用:人为控制外源基因在转基因作物的特定器官、特定时期表达,必须依靠组织专一型启动子、发育诱导型启动子和其它基因表到调控元件。本方向主要研究各类启动子的表达调控机制和应用,染色质重塑与基因表达,核基质结合序列MAR(matrix attachment region)对转基因表达的调控机制与应用。

近五年科研项目

1.国家“863”计划项目《棉花耐盐基因的分离、功能鉴定与应用》2003-2006

2.国家“973”计划项目《作物应答高盐、低温胁迫的分子调控机理》2006-2010

3.教育部“****创新团队发展计划”《作物高产优质的生理与分子基础》2007-2009

4.国家转基因专项《作物抗除草剂抗逆基因克隆》1998-2003

5.国家自然科学基金《一个新型棉花CCCH锌指转录因子功能鉴定与分析》2006-2008

6.国家自然科学基金《拟南芥CCCH 型锌指转录因子a亚家族的生物学功能及其作用机理的研究》2009-2011

7.国家自然科学基金《拟南芥miRNA169家族及靶基因的功能鉴定与分析》2010-2013
 

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