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          Science & Technology Society & Culture

          研究人员清除路径“设计师”植物

          大豆将是植物研究人员将在美国国家科学基金会的资助下,目标之一。 (Getty图像)

          基因编辑的新目标可能导致更多的弹性作物

          在手机澳门新莆京的一个研究小组 你已经找到一种方法来确定基因调控元件,可以帮助生产的“设计师”植物,并导致粮食作物改进的关键时刻。他们发表在两个发现自然界中分离他们的文章植物。

          随着世界人口预计到2050年将达到91十亿,世界粮食产量需要70%和粮食生产上升的世界将需要开发翻一番,根据联合国粮食和农业组织估计。在作物改良中发挥关键作用能够在这一努力。

          该小组由鲍勃·施密茨,以确定身份的顺式调控元件,或CRES,在13种植物,包括对待玉米,大米,绿豆和大麦的证明能力领导。

          顺式调节元件是非编码DNA调节相邻基因的区域。如果一个基因可以CRE及其鉴定,它们可以被视为一个模块化单元,有时也被称为生物砖块。 CRES编辑提供了比编辑的基因更精致的工具,据施密茨,在艺术和科学富兰克林学院遗传学副教授目标。

          “基因编辑可以像锤子。如果你的目标基因,你很可能打破它,“我说。 “瞄准CRES,这是在控制基因表达知识的业主允许你特性似乎涉及到转基因表达上升或下降,类似于拨号。它为我们提供了一个工具,在基因表达产生变化的整个范围。“

          基因控制叶片结构,例如,可以允许植物育种者选择在从植物叶子生长的角度,即能起到植物的光吸收和生长显著的作用。 “上”,其中叶可能会以90度角增长,而“关”,其中叶可能会增长向下直:靶向基因本身将提供两种选择。但靶向酶Cre基因。代替将允许种植者对靶之间-10度角的范围内的可能性,25度角,45度角等

          创建11生物砖已经和筛选期望的输出,可用于他们生产的“设计师”这个具有理想的植物特性,例如,耐盐植物可以在高盐度景观增长这一点。作为粮食种植者努力生产出更多的面临越来越多的挑战,如干旱和洪水的环境来设计植物低于完美的景观增长越来越多的能力将变得非常重要。

          基于他们的成功,研究小组近日接受了$ 3.5万美元的赠款来自美国国家科学基金会的调查CRES在豆类,花生和大豆,包括角色。

          该赠款提案根本和论文被泽福路,利玛窦和LEXIANG姬法案制定的技术突破。

          “泽福接过了鉴定是动物细胞发展,找到了一种方法将它应用到植物细胞中的特定元素的高通量方法。它花了很长时间来解决细胞器植物基因组的显著障碍,但现在我们能够做什么动物领域已-已经做了几年,“施米茨说。

          “当人们试图找到性状/疾病的关联,寻找在他们的基因突变,但在动物的工作表明非基因,这些地区也具有影响的突变方式在其中表达的基因。确定我们使用这种方法的区域被揭示基因表达的调控而一直-传统上具有挑战性的检测相比基因信息“。

          利玛窦的贡献,这是发展中的链接CRES之间以及他们控制基因的技术表演。

          “通常情况CRES是毗邻他们控制基因,但在植物有了较大的基因组,大豆,玉米,很明显,成为了这些控制元件很远的地方会出现,”施米茨说。 “在二维空间中可能会出现一些远的地方,在成千上万基于对,但显示该法案在三个维度的方法,它的卫生组织右旁定位基因。”

          这项工作,在它-被应用到第一次的植物,提供了发表在自然植物的两篇论文的基础,施密茨赞扬他的团队成员的贡献。

          “这是一个群体的努力,”我说。 “泽福,比尔和LEXIANG是ESTA研究的主要驱动力。”

          “广泛远距离顺式调控在玉米基因组元件”提供遗传,表观分子功能和证据支持长距离位点的广泛存在充当远程CRES影响是否以及如何在玉米基因组的基因表达。

          在“盛行,进化和植物调控元件的染色质签名”的鉴定研究人员数以千计CRES的,并透露长途CRES这是普遍存在于植物中,特别是在大型,复杂的基因组的物种。附加结果表明,CRES具有鲜明的染色质功能调节基因表达的途径。

          该小组的工作将通过公开可用的表观基因组所共享的浏览器分别由碧姬霍夫迈斯特,最近开发的博士学位从实验室施密茨研究生。

          “我们的研究是全基因组,我们做了很多的技术和工艺的发展,但它不是有用的,如果人们不能访问它,”施米茨说。 “我们提供表观​​浏览器让人们学习叶也就是说架构,例如,在他们感兴趣的特定基因或性状的访问信息。”

          此外行业有兴趣在CRES,据施密茨。他们的编辑是公认的管道的基因,并进行编辑的下一个明显的目标是11个CRES他们的位置。

          “这不只是用这个基本的科学学术界,”我说。 “ESTA方法来识别CRES的应用将成为司空见惯的行业提高提高作物的性能。”

          “广泛远距离顺式调控在玉米基因组元素”可在 //www.nature.com/articles/s41477-019-0547-0.

          “患病的植物调控元件演变和染色质签名”可在 //www.nature.com/articles/s41477-019-0548-z

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