新型双链RNA农药;植物基因沉默纳米载体水稻除草剂广谱抗性基因

快报摘要 - Wrap Up

科|技|突|破

Science Breakthrough

Nat Comm:新型小分子量高精准度胞嘧啶碱基编辑系统|基因编辑

Science:全球首次鉴定出水稻除草剂广谱抗性基因|基因组学

Research Square :新型可持续规模化生产双链 RNA 农药平台|RNA农药

iMeta:菌株分析工具同时提取共存菌株的组成和基因成分|微生物

Nat Comm:可RNA靶向的新型细菌Argonaute核酸酶|RNA编辑

ACIE:用于植物基因沉默的纳米载体|纳米递送

Nutrition Insight:3D 食品打印技术实现替代蛋白需求|3D打印

科|技|突|破

Nat Comm:新型小分子量高精准度胞嘧啶碱基编辑系统|基因编辑

胞嘧啶碱基编辑能够在DNA中安装特定的点突变而不会出现双链断裂,但需要进一步降低脱靶风险并开发有效递送方法。日本神户大学科研团队研究了胞嘧啶碱基编辑系统Target-AID的基于结构的合理工程,以最大限度地减少其脱靶效应和分子大小。通过密集和仔细的截断,其脱氨酶PmCDA1的DNA结合域被消除,并引入了额外的突变以恢复酶功能。

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Science:全球首次鉴定出水稻除草剂广谱抗性基因|基因组学

一些高产水稻品种对杂草控制的bTH苯并双环(BBC)敏感,且现未能鉴定导致BBC敏感性的基因,未来水稻育种计划面临风险。日本埼玉大学Yuzuru Tozawa团队研究鉴定了水稻基因HIS1(HPPD抑制剂敏感1)基因,其赋予水稻对BBC和其他β-三酮类除草剂的抗性。研究还在水稻中鉴定了第二种除草剂抗性基因OsHSL1(HIS1-like),并显示持续OsHSL1表达使拟南芥对TFT具有抗性。鉴于HIS1作为单个基因起到解毒多种bTH的作用,其在分子作物育种中的应用将支持除草剂选择的多样性。

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Research Square :新型可持续规模化生产双链 RNA 农药平台|RNA农药

RNAi具有高目标特异性和低环境影响,dsRNA喷雾剂替代无机农药的前景广阔,但要使dsRNA进入农药市场,必须以具有成本效益和可持续的方式生产。研究人员开发了一种高产表达培养基,使用1mM IPTG诱导后,与现有的表达培养基相比,该培养基产生高达15 倍的dsRNA产量,研究还证明了生产平台是可扩展的。本研究提供了一种新颖完整低成本的工艺dsRNA平台,具有在工业dsRNA生产中的应用潜力。

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iMeta:菌株分析工具同时提取共存菌株的组成和基因成分|微生物

功能多样的种内不同菌株可以在微生物群落中共存,但目前菌株分析方法无法通过分析宏基因组数据提供菌株组成及其基因成分谱间的联系。中科院戴磊团队研究开发可同时提取共存菌株的组成和基因成分谱的菌株分析工具StrainPanDA,其所提供的菌株组成和基因成分谱的关联信息,进一步帮助我们深入理解微生物群落的适应性变化和菌株特异性功能之间的关系。研究表示将StrainPanDA应用于快速增长的宏基因组数据集,特别是在微生物组的时空特征背景下,将有助于阐明分子功能与微生物/宿主表型之间的新关联,以及种内水平的微生物生态学。

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Nat Comm:可RNA靶向的新型细菌Argonaute核酸酶|RNA编辑

原核生物的Argonautes(pAgos)种类繁多,但其作用机制和细胞功能的研究才刚开始,以往的pAgos研究也仅限于DNA靶标。科研人员发现了一类新型细菌Argonaute核酸酶,可进行RNA靶向,且具有特殊的引导结合机制和切割特异性,通过向导DNA靶向RNA,通过对其进行生化和结构分析,证明这些pAgos具有一种新型的MID结构域,并解释了观察到的切割偏好。这种新型可编程核酸酶在生理温度下具有活性,可作为靶向RNA的可编程核酸酶工具。

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ACIE:用于植物基因沉默的纳米载体|纳米递送

RNAi技术为植物基因功能、信号通路和作物育种等研究提供了有力的工具,但仍需要发展新型递送手段来实现高效、瞬时的基因沉默。华中农大韩鹤友教授课题组研究设计开发了一种氧化石墨烯纳米颗粒介导的siRNA递送系统, 实现在完整植物细胞中高效、瞬时的基因沉默。该成果首次证明了氧化石墨烯能够作为siRNA递送载体应用于植物系统。这种瞬时高效的新策略将促进纳米材料作为植物基因工程工具的应用。

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Nutrition Insight:3D食品打印技术实现替代蛋白需求|3D打印

随着人口老龄化和人口增长而增加,3D打印技术将有助于人们对高蛋白食物的需求。为了解决食品供应问题,新加坡科技与设计大学研究团队开发一种系统有效的 3D 食品打印技术,以服务于藻类、植物和昆虫等替代蛋白质来源,这种系统工程策略可有效地将替代蛋白质添加到食品油墨中,通过限制实验运行次数同时优化蛋白质墨水,最大限度地减少了时间和资源。3D 打印食物可以缓解温室气体排放量上升及由于传统饲养动物作为食物的方法而增加的水土使用量的担忧。

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