中国科学家10月参与发表多篇Nature文章

【字体: 时间:2018年11月06日 来源:生物通

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  10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,其中包括生物信息追踪新方法揭示结直肠癌T细胞动态变化、发现cGAS酶的促癌作用,以及基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状的新成果。

  

生物通报道:10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,其中包括生物信息追踪新方法揭示结直肠癌T细胞动态变化、发现cGAS酶的促癌作用,以及基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状的新成果。

首先,来自北京大学未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)、生命科学学院BIOPIC、北大-清华生命科学联合中心的张泽民研究组与美国安进公司欧阳文军团队及北京大学人民医院申占龙课题组合作,开发了STARTRAC(Single T-cell Analysis by Rna-seq and Tcr TRACking)的生物信息学分析方法,利用该方法系统性地刻画了来自12个结直肠癌病人的大量T细胞的组织分布特性、克隆增生、迁移和状态转化关系(图1),是迄今为止国际上针对结直肠癌肿瘤微环境中单个T细胞规模最全面深入的新颖性研究。

研究团队经过多次大胆尝试,率先开发了基于TCR序列的STARTRAC系统性生物信息学定量分析方法,深入刻画了T细胞在结直肠癌肿瘤微环境中的动态变化,这为进一步解析T细胞在不同结直肠癌病人间的差异奠定了坚实的基础,同时为挖掘新的治疗靶点提供了契机。

而同济大学戈宝学/毛志勇联合团队发现cGAS酶有促癌风险,为基于干预cGAS进入细胞核而开发新型抗肿瘤药物提供了理论支撑。

cGAS,名为环鸟腺苷酸合成酶,是DNA识别受体,由美国著名华人学者陈志坚教授首次鉴定发现,在DNA识别和固有免疫领域具有里程碑意义。该合成酶能促进I型干扰素和免疫因子产生。

细胞在正常生长代谢过程中,受各种内外因素影响,DNA总会受到不同形式的损伤。而DNA双链断裂是众多DNA损伤形式中最为严重的一种,它不能被修复或被错误修复都将会导致基因组的不稳定性增加,进而诱发染色体的重排以及遗传信息的丢失,最终会使细胞进入凋亡、衰老甚至导致肿瘤的发生。

科研人员合作研究发现,cGAS在细胞发生DNA损伤时可转位入细胞核内,并被招募至DNA受损的位点,通过干扰PAPR1/Timeless复合体形成,抑制DNA双链断裂损伤修复,进而增加了基因组的不稳定性并最终增加了肿瘤生成风险。研究还发现,cGAS对DNA修复的抑制作用是一条完全独立于其DNA识别功能的通路。同济大学最新发表Nature文章:首次发现cGAS酶的促癌作用

还有中国科学院遗传与发育生物学研究所10月1日连发两篇Nature Biotechnology文章,分别运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区,加速了野生植物的人工驯化;以及构建新的单碱基编辑系统A3A-PBE,成功在小麦、水稻及马铃薯中实现比PBE更加高效的C-T单碱基编辑。

在第一篇文章中,中科院许操研究组和高彩霞研究组合作,选用天然耐盐碱和抗细菌疮痂病的野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium) 为基础材料,运用基因编辑技术精准靶向多个产量和品质性状控制基因的编码区及调控区,在不牺牲其对盐碱和疮痂病天然抗性的前提下,将产量和品质性状精准地导入了野生番茄,加速了野生植物的人工驯化。

第二篇文章,高彩霞研究组在前期研究基础上利用Cas9变体(nCas9-D10A)融合人类胞嘧啶脱氨酶APOBEC3A (A3A)和尿嘧啶糖基化酶(UGI),构成新的单碱基编辑系统A3A-PBE,成功在小麦、水稻及马铃薯中实现比PBE更加高效的C-T单碱基编辑。原生质体报告系统以及对小麦和水稻的10个内源基因靶点编辑结果表明,A3A-PBE编辑效率最高可达36.9%, 平均C-T编辑效率为13.1%, 比PBE的效率约高13倍;且此编辑系统脱氨化的窗口可覆盖靶序列的17个核苷酸,相比PBE增加了10个核苷酸的活性窗口。

更重要的是,A3A-PBE的编辑不受GC序列的影响,依然有着高效的编辑活性,效率可高达42.1%。利用此技术体系,通过基因枪瞬时转化对小麦抗除草剂基因TaALS和对单倍体诱导基因TaMTL进行编辑,效率分别达到22.5%和16.7%,且TaALS突变体对除草剂表现出显著的抗性;通过农杆菌转化法在水稻中的编辑效率高达82.9%。

该体系的建立对实现植物基因组大规模体内饱和突变,研究植物基因功能及基因调控元件作用等具有重要的技术支撑意义。

(生物通)





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