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研究发现降低工厂改进成本的关键进展

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导读 2022年1月11日整理发布:作为 Slotkin 实验室的研究生、博士后同事和技术人员四年工作的高潮,他们都被视为作者,他们的工作对降低生产转

2022年1月11日整理发布:作为 Slotkin 实验室的研究生、博士后同事和技术人员四年工作的高潮,他们都被视为作者,他们的工作对降低生产转基因作物的成本和努力具有重大意义。“基因沉默是抑制植物改良的关键瓶颈……无论植物生物学家研究什么新性状,他们都必须与基因沉默的浪潮作斗争,”斯洛特金说。通常,育种者需要从数千种植物开始,以确定少数表达而不是抑制感兴趣的特性的植物。通过发现 DNA 甲基化发生的方式和原因,这项工作使作物育种者能够从一开始就避免该性状的沉默。“有一天,我们可以从三个工厂开始,而不是数千个。

Slotkin 和他的团队工作的另一个重大进展是建立了一个关于如何启动基因沉默的新模型。该领域的一个传统理论提出,一种称为“RNA聚合酶V”的关键蛋白质存在于整个基因组中,并监视遗传物质的不同区域以测试需要沉默的区域。一旦 RNA 聚合酶 V 识别出要沉默的基因区域,DNA 甲基化过程就开始了。然而,在一项突破性发现中,作者发现触发基因沉默的不是 RNA 聚合酶 V 本身,而是小 RNA(对植物生长和发育至关重要)的存在,它们将 RNA 聚合酶 V 募集到基因或转基因。" 我们的模型是说小 RNA 首先将 RNA 聚合酶 V 驱动到新位置。如果我们摆脱小 RNA 机器,RNA 聚合酶 V 不知道该去哪里,”斯洛特金说。

此外,Slotkin 团队使用的方法与他们的发现一样有价值——研究人员在此过程中克服了几个重大的技术障碍。作为一个例子,基因沉默通常被研究为一个循环,而不是它是如何开始的。因此,研究人员需要在第一代转基因植物中做所有事情来观察这个过程的开始。“这是一个巨大的挑战,”斯洛特金指出。“我们种植了数千颗可能整合了转基因的种子。有时我们只得到了五株植物,因为它们没有很好地转化。这还不够,因为我们需要从它们身上取出很多组织来测量 DNA 甲基化......而这些实验需要生物复制,因此需要更多的组织,并且需要再次进行实验。”

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