遗传发育所发现免疫受体蛋白直接参与抗病转录调控新机制
植物受病原菌侵染后的抗病或感病反应往往伴随细胞内转录重编程,但是免疫受体蛋白激活后如何参与细胞的转录调控、通过哪些直接或间接的下游的组分参与转录调控在国际上报道很少。之前的研究表明,大麦白粉病免疫受体蛋白MLA在细胞核内介导抗病反应(Bai et al., 2012,PLoS pathogens),但MLA在细胞核中如何介导抗病有待深入研究。 中科院遗传与发育生物学研究所沈前华课题组通过进一步对多个MLA的互作蛋白的筛选和蛋白互作的研究,发现多个MLA蛋白与R2R3-类型的MYB 转录因子MYB6互作并增强后者的DNA结合能力,进而通过MYB6增强对白粉病的抗性。进一步研究发现,MYB6也能与阻遏蛋白WRKY1互作并被后者阻遏其DNA的结合能力,MLA通过与WRKY1互作解除其对MYB6正调因子的阻遏作用,又通过协同互作增强MYB6参与下游抗病相关基因转录表达的能力。研究结果揭示了免疫受体直接参与抗病转录调控的......阅读全文
遗传发育所揭示神经突触稳态调控新机制
突触是掌管神经系统信号传递的关键结构。成年大脑中突触的结构可塑性,即突触的形成和消失,被认为是长期记忆形成的基础。长时程在体成像观察表明:中枢神经系统中大部分轴突或树突以及突触的结构相当稳定,但受伤、丰富环境培养或长时间的感觉刺激会导致轴、数树突分支的产生和消失,这种产生和消失往往伴随着新突触的
遗传发育所揭示大豆籽粒性状调控的新机制
大豆含有丰富的油脂和蛋白质,是重要的粮食作物和经济作物。种子大小和粒重是植物适应环境的一个重要特征,也是产量构成的要素之一。然而,人们当前对大豆种子粒重调控机制的认识仍十分有限,因此挖掘粒重调节基因并解析其分子机制,对培育优质的大豆品种具有重要意义。 4月17日,《植物学报》(Journal
遗传发育所揭示水稻穗茎发育调控机制
杂交水稻的发明和大规模应用不仅解决了中国人的吃饭问题,对世界减少饥饿也作出了卓越的贡献。杂交水稻的制种过程需要两个亲本材料——雄性不育系和恢复系,然而水稻不育系常常具有“包穗”(即抽穗期穗子被包裹在叶鞘内难以抽出)的特性,为杂交稻制种带来很大困难。研究表明最上部茎节内活性赤霉素水平的降低是导致不
遗传发育所研究发现智力发育迟滞的新机制
酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)是脂代谢中一个重要的酶,它催化长链脂肪酸和辅酶A反应生成酯酰辅酶A。这个步骤使长链脂肪酸活化而进入脂类合成和能量代谢。因此,ACSL4对于许多代谢途径和信号途径都是必须的。这个基因的突变可导致智力发育迟滞(mental retardati
遗传发育所激素调控水稻冠根发育研究获进展
细胞分裂素是植物中五大激素之一,在植物的生长发育中起着非常重要的作用。2005年日本科学家首先发现了许多高产水稻品种中一个编码细胞分裂素氧化酶/脱氢酶基因OsCKX2的突变,造成细胞分裂素在花序分生组织中的特异性累积,导致大穗的表型,最终导致水稻产量的大幅度提高。 根是植物吸收水分和营养物质的
遗传发育所鉴定出小麦穗发育的转录调控因子
小麦是重要的粮食作物之一。小麦的产量主要由亩穗数、千粒重和穗粒数决定。穗型结构影响小麦的小穗数、穗粒数和产量,是育种改良地重要的选择性状。挖掘小麦穗发育重要调控因子与解析分子调控机制,对小麦穗型的分子设计与精准改良、突破产量瓶颈具有重要意义。由于小麦功能基因组学发展较晚,穗发育关键基因挖掘及作用
遗传发育所大豆茸毛密度遗传网络调控研究获进展
大豆驯化起源于中国,随后广泛传播于世界各地,为人类提供了主要的植物油和蛋白资源,是世界性的重要粮食经济作物。表皮毛是植物表皮细胞分化形成的一种特殊的细胞形态,广泛分布于植物的叶片、茎秆以及花萼等地上部器官表面。作为植物应对外界环境(生物或者非生物胁迫)的第一道防线,表皮毛在植物的生长发育以及抗逆
遗传发育所揭示植物细胞膨压调控机制
膨压普遍存在于植物细胞,与生长发育密切相关,但对其调控的分子机制了解非常有限。中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组通过对植物花粉管进行研究,发现了一个影响花粉管体内生长的突变体turgor regulation defect 1 (tod1),其花粉管内钙离子浓度下降,在花柱内生长缓慢,
遗传发育所合作研究发现植物免疫新机制
植物通过细胞表面免疫受体识别来自于病原微生物的分子,激活天然免疫;而病原微生物通过向植物细胞分泌效应蛋白,这些蛋白往往通过翻译后修饰宿主蛋白,抑制天然免疫反应;植物通过进化,利用动植物中保守的、定位于胞质的NLR类型的免疫受体识别效应蛋白,重新激活免疫反应。研究胞内免疫受体识别病原微生物效应蛋白
遗传发育所解析同源重组保障的新机制
减数分裂过程中,性母细胞会主动产生DNA双链断裂(double-strand break, DSB),起始同源重组。同源重组正常发生在同源DNA之间,若在非同源DNA之间发生重组,则会导致后代基因组的紊乱。为此,生物体进化出了一套完善的体系,避免在序列相似的非同源DNA之间发生重组。但是目前对该
遗传发育所揭示蛋白聚集体选择性自噬调控的新机制
《细胞生物学杂志》(The Journal of Cell Biology)于4月12日以Article形式在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所杨崇林研究组和郭伟翔研究组合作的研究论文The BEACH-containing protein WDR81 coordinates p62 an
遗传发育所脑肿瘤抑制因子调控突触发育研究获进展
神经突触是神经元与其靶细胞之间进行信息交流的特化结构。突触生长过程的精确调控对于神经环路的形成和可塑性至关重要,突触发育和功能的异常导致多种神经精神疾病包括智力低下、自闭症、精神分裂症和神经变性病等。因此,寻找和鉴定突触发育和功能调控基因一直是神经生物学家的重要研究内容之一。 果蝇脑肿瘤基
遗传发育所揭示叶片非对称发育的生物力学调控
在发育过程中,动植物的器官如何获得不对称的形状?大量的分子遗传学研究发现了诸多调控基因,但仍未完全解答基本的发育生物学问题:人们尚不了解基因如何指导器官形状的建立。叶片作为典型的植物器官,是研究器官不对称性产生的很好体系。 中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组与中科院力学研究所龙勉研究组,
遗传发育所等发现调控心脏衰竭形成的microRNA
心力衰竭(称“心衰”)是指因于心脏结构或功能的异常或受损,使其无法满足身体正常机能需求的疾病。心衰是各种心血管疾病发展的最终阶段,也是导致病人死亡率最高的心血管疾病。在我国,心衰的发病率约为1%,并呈逐年上升的趋势。 为研究心衰的发病机制与治疗措施,中国科学院遗传与发育生物学研究所王
遗传发育所揭示调控植物TGN形成的分子机制
高尔基体不仅是细胞内膜系统膜泡运输的核心,而且也是细胞壁和胞外基质多糖、质膜糖脂合成以及蛋白糖基化修饰的位点。不同于动物细胞,植物细胞高尔基体产生一个分离的、独立完成不同功能的反面管网结构TGN(Trans-Golgi Network),专门负责分选和分泌来自反面膜囊的物质。同时,TGN兼任了早
植物所揭示水稻籽粒大小表观遗传调控新机制
水稻籽粒大小决定稻米的产量和外观品质,并受多个数量性状位点(QTLs)的控制;其中,编码组蛋白乙酰化酶的GRAIN WEIGHT 6a(GW6a)是水稻籽粒大小和产量的正向调节因子。目前对于GW6a依赖的基因调控网络尚不清楚。在拟南芥中,泛素受体DA1通过调控细胞增殖期来控制种子和器官的大小,然
遗传发育所等鉴定大豆百粒重调控基因
大豆是我国重要的粮食作物和经济作物,是植物蛋白和油分的重要来源。百粒重是大豆产量的重要构成因子,因此是大豆育种的重要目标性状。由于栽培大豆品种遗传基础狭窄,在育种过程中某些栽培大豆品种中优异等位的丢失,阻碍了大豆百粒重和产量的进一步增加。近年来研究人员对大豆百粒重遗传位点的研究较多,目前SoyB
遗传发育所揭示植物体内ERAD平衡调控机制
内质网相关的蛋白质降解(ERAD)是一种位于内质网的特殊的泛素蛋白酶体降解途径,在清除生物体内非正确折叠或修饰的蛋白质过程中发挥重要功能。鉴于ERAD功能的重要性,ERAD活性受到体内错误折叠蛋白水平的严格调控。生物体在正常生长状态下,体内的错误折叠蛋白含量较低,ERAD活性过高会导致正常蛋白的
遗传发育所水稻次生壁形成调控机理研究获进展
次生壁是地球上最丰富的可再生资源,天然次生壁常被生产成多种纤维制品,服务人们的日常生活,也可以作为造纸业和生物能源的原料,具有重要的经济价值。次生壁是植物生长的物质基础,影响生命活动的众多生理过程。例如,水稻中次生壁合成水平与质量直接关系到株高、抗倒伏性等重要的农艺性状,因而其合成受到严格调控。
遗传发育所茉莉酸调控植物免疫机理研究取得进展
由两个保卫细胞所组成的气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的重要通道,同时也是病原菌入侵植物的天然通道。遇到病原菌侵害时,植物会主动关闭气孔以阻止病原菌的入侵。为了打破植物的这种防御机制,病原菌产生冠菌素(COR),使气孔重新开张,以促进其顺利进入植物体内。一般认为,植物激素脱落酸(ABA)在
遗传发育所揭示植物免疫受体调控G蛋白激活机制
异源三聚体G蛋白广泛存在于真核细胞中,对细胞生命活动具有重要调控作用。在动物细胞中,G蛋白α亚基与G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)结合,GPCR感受胞外信号后,发挥鸟苷酸交换因子作用,促使Gα亚基结合的GDP被GTP替换,从而导致G蛋白激活,Gα亚
遗传发育所等发现水稻种子大小调控机制
水稻是我国的主要粮食作物之一,粒重、穗粒数和有效穗数是水稻产量三要素。因此水稻的籽粒大小影响着水稻的产量。目前已经克隆了一些控制水稻种子大小的重要基因,但水稻种子大小调控的分子机理仍不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队与姚善国团队、田志喜团队以及中国科学院大学柴团耀团队合作,揭示了
遗传发育所研究发现脂类异位储积的新机制
脂肪是构成生命体的重要成分,机体从外界吸收的脂肪通常以脂滴的形式储存在脂肪组织中。在病理条件下,诸如肥胖及脂质营养不良症(lipodystrophy)的病人中,非脂肪组织中也出现脂滴累积。这些异位累积的脂滴会导致器官病变,然而它们的形成机制还有待阐明。 Berardinelli-Seip先天性
遗传发育所等在表观遗传调控水稻转座子活性方面获进展
转座元件是指在基因组中能够移动或复制并重新整合到基因组新位点的DNA片段,它们对动植物基因组的组成、进化和基因表达具有重要影响。而在宿主基因组中,如果失去对转座元件的有效抑制,这些元件将对基因表达和基因组的稳定性构成影响。水稻是主要的粮食作物同时也是重要的单子叶模式植物,其中
遗传发育所植物器官大小调控机理研究获进展
植物器官大小是重要的产量性状,器官大小不仅受环境影响,而且受到严格的遗传调控。到目前为止,对器官大小调控机制的认识甚少。 中科院遗传与发育生物学研究所李云海研究组此前的研究鉴定出一个种子和器官大小的调控基因DA1,它编码一个泛素受体。本研究在da1-1突变体背景下进行诱变,筛
遗传发育所等在个体生长调控研究中获进展
TSC蛋白复合物位于胰岛素/生长素(IIS)信号转导通路中的中心节点,通过GAP蛋白活性来抑制mTOR复合物1 (mTORC1) 的活性,进而调控细胞生长。TSC复合物由三个蛋白质组成,即TSC1/TSC2以及近来鉴定的TBC1D7。其中TSC1/TSC2在人类中突变会导致多发性肿瘤;而TBC1
遗传发育所等在个体生长调控研究中获进展
TSC蛋白复合物位于胰岛素/生长素(IIS)信号转导通路中的中心节点,通过GAP蛋白活性来抑制mTOR复合物1 (mTORC1) 的活性,进而调控细胞生长。TSC复合物由三个蛋白质组成,即TSC1/TSC2以及近来鉴定的TBC1D7。其中TSC1/TSC2在人类中突变会导致多发性肿瘤;而TBC1
遗传发育所等发现水稻穗子大小调控的机制
水稻是全球最重要的粮食作物之一,水稻穗子的大小和穗粒数决定水稻产量。近年来,一些影响水稻穗子大小和穗粒数的基因陆续被报道,但学界尚不清楚调控水稻穗子大小和穗粒数的分子机制,因此,阐明协同调控水稻穗子大小和穗粒数的遗传及分子机制对水稻高产育种具有重要意义。 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员
遗传发育所等在气孔运动调控机理研究中获进展
面对自然界多种多样的生物和非生物胁迫,植物进化出独特的适应机制,如通过气孔介导植物体与外界环境的气体交换来调控自身对环境变化的适应。气孔通过开闭运动控制水分散失和二氧化碳吸收,进而调节植物的蒸腾作用和光合作用。 在分子水平上,气孔运动由保卫细胞的离子通道调控。它们通过介导离子跨膜流动来控制保卫
遗传发育所揭示同义密码子对mRNA水平的调控
基因组中同义密码子的使用频率存在差异,这一现象被称为密码子使用偏好。基因表达水平与密码子使用偏好之间的正相关关系已被广泛报道。传统观点认为,对翻译速率和翻译准确性的自然选择导致了这一相关关系。然而,另一种可能的机制——密码子使用偏好对mRNA水平的调控作用却被长期忽略。 中国科学院遗传与发育生