贝瑞基因中科院遗传发育所客户喜报频传,连续发表三篇文章

文章一

李家洋研究组开发天然橡胶替代物获重要进展

8月9日,中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究组在《National Science Review》上发表了最新研究成果“Genome analysis of Taraxacum kok-saghyz Rodin provides new insights into rubber biosynthesis”,该文章在橡胶草基因组序列解析工作上取得了重要进展。

天然橡胶是重要的工业原料,2015年全球消耗总量达1214万吨。橡胶草又名俄罗斯蒲公英,其根部可合成高分子量的天然橡胶和菊糖,具有生长范围广、天然橡胶含量高、生长周期较短等特点,是最有可能替代生产天然橡胶的经济作物。

李家洋研究组完成了高质量的橡胶草基因组草图,该基因组包含超46,000个基因。通过进一步比较产胶植物与非产胶植物的基因组,鉴定了橡胶草中橡胶合成途径和菊糖合成途径,还阐述了橡胶链延长过程中CPT/CPTL和REF/SRPP两个重要基因家族的进化历程,以及发现了橡胶草基因组中与自交衰退相关的可能候选区域。该研究使以橡胶草作为模式植物进行的天然橡胶合成研究进入“后基因组时代”,将大大加速橡胶草从野生植物向经济作物的驯化,推动中国天然橡胶产业发展。

20170913-贝瑞基因中科院遗传发育所客户喜报频传,连续发表三篇文章-附图1

比较基因组学分析

 

文章二

钱文峰研究组揭示同义密码子对于mRNA水平的调控

8月24日,中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组在国际著名期刊《Molecular Biology and Evolution》上在线发表了最新研究成果“Codon-resolution analysis reveals a direct and context-dependent impact of individual synonymous mutations on mRNA level”,该文章揭示了同义密码子使用的多效性。

基因组中同义密码子的使用频率存在差异,这一现象被称为密码子使用偏好。基因表达水平与密码子使用偏好之间的正相关关系已被广泛报道。传统观点认为对翻译速率和翻译准确性的自然选择导致了这一相关关系。然而另一种可能的机制—密码子使用偏好对mRNA水平的调控作用却被长期忽略。

中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组在酵母中合成了3556个GFP和523个TDH3的同义密码子突变体,发现同义密码子的使用可以调控mRNA水平,并且通过进一步实验表明这一调控可能是通过影响mRNA的降解速率来实现。研究人员进一步分析发现,单个同义突变就可以对mRNA水平产生影响,并且这种影响受到周围序列特性的调控。该研究揭示了同义密码子使用的多效性,为进一步解析密码子使用偏好的进化奠定基础。

20170913-贝瑞基因中科院遗传发育所客户喜报频传,连续发表三篇文章-附图2

实验流程图

 

文章三

钱文峰研究组和杜茁研究组联合揭示反式剪接的翻译调控功能

9月1日,中国科学院遗传与发育生物学研究所钱文峰研究组和杜茁研究组在国际著名期刊《Genome Research》上合作发表了最新研究成果“Trans-splicing enhances translational efficiency in C. elegans”,揭示了反式剪接的翻译调控功能。

基因在翻译水平受到广泛的调控。5’ UTR参与翻译的起始,因此被认为是翻译调控的关键元件。然而高通量改造基因5’ UTR序列的实验仍存在困难,因此,5’ UTR对翻译的调控机制仍不清楚。线虫的反式剪接可以改变70%内源基因的5’ UTR长度,所以是研究该科学问题的天然实验体系。

钱文峰研究组前期通过分析翻译组学(Ribo-seq)数据,发现反式剪接的基因有更高的翻译效率。然后通过与杜茁研究组合作突变反式剪接的关键位点,观察到突变体有较低的翻译效率。进一步研究表明,反式剪接主要是通过减少5’ UTR中的上游起始密码(uAUG)和减弱mRNA的二级结构实现的。该研究揭示了5’ UTR调控翻译的分子机制,为进一步研究翻译水平的调控奠定了基础。

20170913-贝瑞基因中科院遗传发育所客户喜报频传,连续发表三篇文章-附图3

线虫中反式剪接基因具有较高的翻译效率

 

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