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CPHI制藥在線 資訊 解密物種進(jìn)化密碼,天津大學(xué)合成生物學(xué)研究取得新成果

解密物種進(jìn)化密碼,天津大學(xué)合成生物學(xué)研究取得新成果

來源:新華社
  2019-03-20
天津大學(xué)元英進(jìn)團(tuán)隊(duì)正在揭開物種進(jìn)化的神秘面紗。

       遺傳變異為物種進(jìn)化提供了動(dòng)力。但遺傳變異是如何發(fā)生的,又將如何影響物種遺傳性狀,改變物種進(jìn)化方向?天津大學(xué)元英進(jìn)團(tuán)隊(duì)正在揭開物種進(jìn)化的神秘面紗,該團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了由人工基因組重排引發(fā)的不同尺度的雜合性缺失現(xiàn)象,揭示了基因組結(jié)構(gòu)變異和非整倍體與酵母雷帕霉素耐受性的基因型-表型關(guān)系,為研究物種進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)提供了新思路。

       該成果近日在《中國科學(xué):生命科學(xué)》期刊在線發(fā)表。

       據(jù)介紹,合成生物學(xué)搭建了從物質(zhì)到生命的蛻變通道,該技術(shù)利用天然或人工生物學(xué)元器件對(duì)生命的遺傳物質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改造乃至重新合成,開創(chuàng)了“生命再造”的新紀(jì)元。天津大學(xué)在我國率先開展合成生物學(xué)研究,是我國合成生物學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新力量,科研成果與世界前沿并跑。

       天大合成生物研究團(tuán)隊(duì)成員吳毅介紹,遺傳變異的類型主要有單核苷酸多態(tài)性、插入缺失、結(jié)構(gòu)變異和非整倍體等。然而,由于檢測(cè)分析困難和人工構(gòu)建繁瑣,結(jié)構(gòu)變異等大尺度遺傳變異尚缺乏有效的研究手段,制約著人類對(duì)基因組結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)一步認(rèn)知。此前該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn),人工基因組重排系統(tǒng)能夠在Cre重組酶的作用下發(fā)生染色體片段的隨機(jī)刪除、復(fù)制、翻轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)變異,誘導(dǎo)基因組水平的結(jié)構(gòu)重排。該技術(shù)的發(fā)現(xiàn)對(duì)研究大尺度遺傳變異提供了強(qiáng)有力的工具。

       此次,研究團(tuán)隊(duì)通過比較兩種不同的進(jìn)化方式(人工基因組重排進(jìn)化和天然快速適應(yīng)性進(jìn)化)研究了酵母雷帕霉素耐受表型進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)。以雜合二倍體酵母作為研究對(duì)象,首次發(fā)現(xiàn)了由人工基因組重排引發(fā)的不同尺度的基因組雜合性缺失現(xiàn)象,包括小范圍雜合性缺失、大范圍雜合性缺失和全染色體雜合性缺失。與此相對(duì)應(yīng),快速適應(yīng)性進(jìn)化的菌株中高頻率檢測(cè)到基因組非整倍體現(xiàn)象。通過獨(dú)立構(gòu)建相應(yīng)雜合性缺失的菌株和非整倍體的菌株,揭示了不同尺度雜合性缺失和八號(hào)染色體加倍與雷帕霉素耐受增強(qiáng)表型的關(guān)系。

       研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了兩種遺傳變異基因組穩(wěn)定性的問題,發(fā)現(xiàn)非整倍體酵母在非壓力培養(yǎng)條件的基因組不穩(wěn)定性。該研究以獨(dú)特的視角展示了物種進(jìn)化進(jìn)程的多樣性,解析了基因組結(jié)構(gòu)變異與表型進(jìn)化的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)乳腺癌、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤等雜合性缺失相關(guān)癌癥的致病機(jī)理研究有重要參考價(jià)值。

       這項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金和中國科協(xié)青年人才托舉工程的支持。

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