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        楊樹研究產(chǎn)生了人類癌癥的見解
        
			
        
				2019-02-16 10:20:50
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        在研究控制愈傷組織形成的楊樹中的基因時(shí)，橡樹嶺國家實(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)或抑制了人類楊樹和腫瘤中形成愈傷組織的細(xì)胞簇的不受控制的生長。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。“我們從未想過這些基因會(huì)被保存，”ORNL植物生物學(xué)家Wellington Muchero說。“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。”
        

        楊樹研究產(chǎn)生了人類癌癥的見解
        

        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)來自882個(gè)楊樹品種的基因組信息的強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫，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的說法，提高楊樹關(guān)鍵特性的瓶頸是愈傷組織的形成。
        

        有些植物容易生長愈傷組織。其他人根本沒有成長。研究小組使用從不同基因型的楊樹切下的葉子來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。“如果沒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。“我們正在研究細(xì)胞增殖作為提高轉(zhuǎn)化效率的手段。”楊樹活性愈傷組織誘導(dǎo)物與無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，但只有通過在楊樹中檢查它們，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。“通過這個(gè)共表達(dá)基因庫，制藥公司可以開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。楊樹可以幫助根除藥物開發(fā)的最佳目標(biāo)。
        

        新的測(cè)試平臺(tái)
        

        由于楊樹從未被馴化，個(gè)體的基因構(gòu)成差異很大?？茖W(xué)家通?？梢酝ㄟ^檢查幾百棵樹來識(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。
        
			

			
          
        
			
        
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