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        追蹤玉米的跳躍基因
        
			
        
				2018-12-22 10:30:16
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        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(lǐng)導(dǎo)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(zhuǎn)座因子或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)座子可能在細胞中起重要作用，包括調(diào)節(jié)基因表達。我們現(xiàn)在知道，轉(zhuǎn)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%。
        

        追蹤玉米的跳躍基因
        

        到目前為止，轉(zhuǎn)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(shù)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(fù)雜的重復(fù)區(qū)域。他們使用的新測序技術(shù)在最近的Nature出版物中有所描述。
        

        識別玉米中的轉(zhuǎn)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(fù)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(shù)使我們能夠?qū)λ兄貜?fù)區(qū)域進行排序。” Stitzer開發(fā)了一種方法來識別玉米中轉(zhuǎn)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(shù)，該技術(shù)提供了有價值的，高質(zhì)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(zhuǎn)座因子，這是以前從未做過的。 “她的工作揭示了整個轉(zhuǎn)座子的生態(tài)，完成了復(fù)雜的競爭和合作關(guān)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(zhuǎn)座因子的新方法應(yīng)該會帶來新的基本生物學發(fā)現(xiàn)。”
        

        轉(zhuǎn)座子研究中的新窗口
        

        斯蒂策說，轉(zhuǎn)座子可以根據(jù)它們在基因組中的位置來調(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)果的插入僅代表玉米基因組中數(shù)十萬個轉(zhuǎn)座因子中的少數(shù)幾個。
        

        普渡大學教授Damon Lisch研究植物轉(zhuǎn)座因子的調(diào)控和進化，他說：“我們根本無法理解植物基因組的復(fù)雜性，除非我們能夠識別轉(zhuǎn)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(gòu)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(zhuǎn)座子位置已經(jīng)確定，一個新的研究領(lǐng)域正在超越單個基因在玉米中的作用 - 決定個體轉(zhuǎn)座子的作用。
        
			

			
          
        
			
        
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