追蹤玉米的跳躍基因

玉米的“跳躍基因”最終由加州大學戴維斯分校和冷泉港實驗室的研究人員領導的國際團隊繪制。這一發(fā)現(xiàn)最終有利于玉米的繁殖和生產(chǎn)，玉米是世界上最重要的作物之一。轉座因子或轉座子是可以在基因組內(nèi)移動位置的DNA序列(“跳躍基因”)。諾貝爾獲獎的遺傳學家Barbara McClintock在20世紀40年代發(fā)現(xiàn)了玉米，許多科學家長期以來認為它們在遺傳學中幾乎沒有作用。然而其他人，包括McClintock，認為基因組中的轉座子可能在細胞中起重要作用，包括調節(jié)基因表達。我們現(xiàn)在知道，轉座因子存在于大多數(shù)生物體中，占玉米基因組的 80%以上和人類基因組的近50%。

到目前為止，轉座子的確切位置一直難以捉摸，主要是因為它們很難排序和組裝。加州大學戴維斯分校人口生物學研究生Michelle Stitzer和植物科學教授玉米遺傳學家Jeff Ross-Ibarra與Cold Spring Harbor的同事以及幾所大學和基因組技術公司合作創(chuàng)建了一個新的玉米參考基因組，其中包括許多復雜的重復區(qū)域。他們使用的新測序技術在最近的Nature出版物中有所描述。

識別玉米中的轉座因子并對其進行分類

“較早的玉米參考基因組并未確定所有重復區(qū)域，”斯蒂策說。“到目前為止，我們知道序列片段的相對位置，但不知道它們之間的所有混亂部分。這項新技術使我們能夠對所有重復區(qū)域進行排序。” Stitzer開發(fā)了一種方法來識別玉米中轉座子的位置，即使它們相互跳躍也是如此。“ 自然出版物專注于該技術，該技術提供了有價值的，高質量的基因組序列，”Ross-Ibarra說，“但米歇爾隨后創(chuàng)建了計算算法來識別整個基因組中的個體轉座因子，這是以前從未做過的。 “她的工作揭示了整個轉座子的生態(tài)，完成了復雜的競爭和合作關系。這使我們能夠開始理解基因組作為生態(tài)系統(tǒng)的豐富生物多樣性。”

明尼蘇達大學教授兼“ 自然 ” 雜志的共同作者納森·斯普林格指出，“米歇爾在玉米中鑒定和分類全部轉座因子的新方法應該會帶來新的基本生物學發(fā)現(xiàn)。”

轉座子研究中的新窗口

斯蒂策說，轉座子可以根據(jù)它們在基因組中的位置來調節(jié)和改變附近基因的表達。“知道這一點非常重要，但是當我們無法弄清楚它們在基因組序列中的位置時很難確定。”

已知轉座子插入及其對基因表達的影響會影響玉米植物與其環(huán)境相互作用的方式。例如，不同的轉座子插入賦予干旱耐受性，改變開花時間，在有毒的富含鋁的土壤中生長的能力，并且通過破壞對熱帶長日的敏感性使玉米擴散到溫帶緯度。并且廣泛地說，轉座因子插入已被證明可以在壓力條件下改變基因表達。但是這些具有已知功能結果的插入僅代表玉米基因組中數(shù)十萬個轉座因子中的少數(shù)幾個。

普渡大學教授Damon Lisch研究植物轉座因子的調控和進化，他說：“我們根本無法理解植物基因組的復雜性，除非我們能夠識別轉座因子。米歇爾的工作提供了一個寶貴的路線圖，使我們能夠開始解開構成玉米基因組的所有遺傳元素的多樣性。“

Ross-Ibarra說現(xiàn)在玉米基因組已經(jīng)完全測序并且轉座子位置已經(jīng)確定，一個新的研究領域正在超越單個基因在玉米中的作用 - 決定個體轉座子的作用。

鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權行為，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容