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      楊樹(shù)研究產(chǎn)生了人類癌癥的見(jiàn)解
      
			
      
				2019-02-16 10:20:50
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      在研究控制愈傷組織形成的楊樹(shù)中的基因時(shí)，橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了幾種人類癌癥中腫瘤形成根源的遺傳網(wǎng)絡(luò)。研究小組驚訝地發(fā)現(xiàn)，植物和人類共有相同的基因，這些基因觸發(fā)或抑制了人類楊樹(shù)和腫瘤中形成愈傷組織的細(xì)胞簇的不受控制的生長(zhǎng)。這些基因起源于數(shù)十億年前，當(dāng)時(shí)植物和動(dòng)物共同擁有共同的祖先。“我們從未想過(guò)這些基因會(huì)被保存，”ORNL植物生物學(xué)家Wellington Muchero說(shuō)。“但我們看到的是植物與人類之間的功能保護(hù)真的令人驚訝。”
      

      楊樹(shù)研究產(chǎn)生了人類癌癥的見(jiàn)解
      

      PLOS One中詳述的研究結(jié)果可用于為生物能源生產(chǎn)設(shè)計(jì)更好的工廠，以及確定癌癥治療的新目標(biāo)。
      

      生物能源的福音
      

      Populusor 楊樹(shù)作為生物能源作物顯示出巨大的希望。ORNL生物能源創(chuàng)新中心的科學(xué)家正在研究這些木本多年生植物的遺傳變異，這些變異可以增加抗旱和抗病性，并產(chǎn)生更多的生物量，轉(zhuǎn)化為生物燃料和生物產(chǎn)品。
      

      研究人員的工具箱包括CRISPR / CAS-9等基因編輯器，這是一個(gè)來(lái)自882個(gè)楊樹(shù)品種的基因組信息的強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫(kù)，高性能計(jì)算能力以及跨多個(gè)機(jī)構(gòu)的專業(yè)知識(shí)。根據(jù)Muchero的說(shuō)法，提高楊樹(shù)關(guān)鍵特性的瓶頸是愈傷組織的形成。
      

      有些植物容易生長(zhǎng)愈傷組織。其他人根本沒(méi)有成長(zhǎng)。研究小組使用從不同基因型的楊樹(shù)切下的葉子來(lái)確定哪些遺傳變異導(dǎo)致愈傷組織形成。他們的分析確定了引發(fā)快速細(xì)胞分裂的基因和限制它的基因。“愈傷組織的形成是創(chuàng)造新的轉(zhuǎn)基因植物的重要一步，”Muchero說(shuō)。“如果沒(méi)有形成愈傷組織的能力，你就處于死胡同。你可以引入你的基因，但你不能種植植物。”
      

      “植物的快速再生是我們正在努力的目標(biāo)之一，”ORNL企業(yè)研究員兼CBI主任Jerry Tuskan說(shuō)。“我們正在研究細(xì)胞增殖作為提高轉(zhuǎn)化效率的手段。”楊樹(shù)活性愈傷組織誘導(dǎo)物與無(wú)活性愈傷組織抑制劑配對(duì)的健康狀況可能是人類癌癥的一種配方。
      

      針對(duì)新的癌癥治療方法
      

      楊樹(shù)愈傷組織形成的所有八個(gè)關(guān)鍵基因在人類中具有等同物。這些相同的基因與特定疾病相關(guān)，包括慢性髓性白血病，乳腺癌和胃癌。雖然這些引起癌癥的中樞基因眾所周知，但只有通過(guò)在楊樹(shù)中檢查它們，科學(xué)家才能看到中樞基因與在其調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用的相關(guān)基因陣列之間的聯(lián)系。
      

      “我們能夠建立這些基因如何相互關(guān)聯(lián)以及共同發(fā)生的中間信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)，”圖斯坦說(shuō)。“通過(guò)這個(gè)共表達(dá)基因庫(kù)，制藥公司可以開(kāi)始確定治療的新靶點(diǎn)。”例如，一種新藥可以抑制相關(guān)酶的功能，并關(guān)閉或阻斷觸發(fā)腫瘤形成的遺傳途徑。楊樹(shù)可以幫助根除藥物開(kāi)發(fā)的最佳目標(biāo)。
      

      新的測(cè)試平臺(tái)
      

      由于楊樹(shù)從未被馴化，個(gè)體的基因構(gòu)成差異很大?？茖W(xué)家通?？梢酝ㄟ^(guò)檢查幾百棵樹(shù)來(lái)識(shí)別導(dǎo)致特定表型或特征的遺傳變異。相比之下，成千上萬(wàn)的人需要在人類身上做出類似的發(fā)現(xiàn)，他們的DNA相同，相似度為99.9%。
      

      不能應(yīng)用于人或?qū)嶒?yàn)室大鼠的應(yīng)激可用于受控植物實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證基因在不同條件下產(chǎn)生表型。對(duì)這些遺傳網(wǎng)絡(luò)如何發(fā)揮作用的更豐富的理解可以補(bǔ)充傳統(tǒng)小鼠研究的結(jié)果，以提高新藥進(jìn)入臨床試驗(yàn)的效果。“雖然我們?cè)贑BI專注于生物燃料和生物產(chǎn)品的新知識(shí)和技術(shù)，但知道我們的工作在改善人類健康方面有更廣泛的應(yīng)用是非常有益的，”圖斯坦說(shuō)。
      
			

			
        
      
			
      
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