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一張甲基化譜,一個關鍵基因入選Nature研究亮點

日期:2010-06-04 09:51:15

2007年自然出版集團宣布《Nature》出版集團的新出版物、名為Nature China的網站(www.naturechina.com.cn)正式啟動。這一網站致力于聚焦中國大陸地區和香港的優秀科學成果,每周都會針對最新發表的論文,在此網站撰寫摘要和評述。近期推薦研究文章包括:

臨床醫學

Hu, G. X. et al. Effects of genistein and equol on human and rat testicular 3β-hydroxysteroid dehydrogenase and 17β-hydroxysteroid dehydrogenase 3 activities. Asian J. Androl. doi:10.1038/aja.2010.18 (2010).

來自美國人口理事會,溫州醫學院等處的研究人員發現大豆異黃酮進入人體后可產生類似雌激素的作用,干擾人類生殖器官的發育和功能。這一研究成果公布在《亞洲男性學雜志》上。

一般觀念認為大豆類食品對健康大有好處,但是最新的這項成果發現大豆異黃酮進入人體后可產生類似雌激素的作用,干擾人類生殖器官的發育和功能。有關該文章的報道在Nature News Wire上刊登后引起了包括The Independent Science在內的世界各國科學新聞媒體和科學家的關注。

這一論文首次報道了大豆異黃酮中的genistin對參與人類睪酮產生的兩種酶有抑制作用。以往的動物實驗證明大豆異黃酮對睪丸分泌睪酮所須的酶有干擾作用,而這項新的研究則首次發現大豆異黃酮對人類睪丸細胞中酶的抑制作用。葛仁山等發現genistin通過其代謝產物genistein直接抑制人類睪丸細胞中的3β-羥脫氫酶,這一抑制作用可能影響睪丸分泌睪酮。大豆類食品在世界各地越來越多地被作為非乳制品食用蛋白的來源,如果大豆異黃酮對血液中的雄激素水平有影響,它就可能影響公眾健康,尤其是對用大豆配方食品喂養的嬰兒產生影響。

這篇文章在The Independent Science,ResearchSEA、DNAIndia、Thaindian News、Zopag、Linkmarking、Mauritius News等全球十多家科學新聞網站報道后,有不少學者給以關注及評論。英國劍橋大學的Ieuan Hughes教授和諾里奇研究所的Paul Kroon博士認為此項研究仍只是初步的體外亞細胞實驗,還未深入到體內實驗階段,而且人體攝入大豆異黃酮后,只有5%以genistein形式存在,所以在人類正常攝取量范圍內其是否會產生生殖毒性仍有待討論;這項研究仍屬初步研究,還需要進一步進行深入的科學實驗加以證明,從而為人類的健康飲食提供科學規范的指導。


遺傳學

Xiang, H. et al. Single base-resolution methylome of the silkworm reveals a sparse epigenomic map. Nature Biotechnol. doi:10.1038/nbt.1626 (2010).

來自中國科學院昆明動物研究所,深圳華大基因研究院,西南大學,上海腫瘤研究所等處的研究人員利用新一代測序技術構建家蠶絲腺甲基化譜,這對理解昆蟲表觀遺傳學調控的提供了重要的參考資料,這一研究成果公布在《Nature Biotechnology》雜志上。

作為表觀遺傳學的一種重要標記,DNA甲基化在基因組防御、基因調控等方面都發揮著重要作用。相對于動植物,昆蟲甲基化水平很低,其功能也一直存在爭議。近年來,隨著越來越多昆蟲甲基化基因和甲基化酶的報道,昆蟲甲基化的功能和生物學意義引起研究人員的廣泛關注。

在這篇文章中,研究人員利用新一代測序技術構建了第一張單堿基分辨率的昆蟲甲基化譜——家蠶絲腺甲基化譜。研究發現大約0.11%的基因組胞嘧啶被甲基化修飾,比哺乳動物和植物低至少50倍。甲基化區域主要富集在基因區,并且與基因表達水平成正相關。動植物中被報道發揮重要作用的啟動子區、核糖體rDNA區甲基化調控,以及轉座子區的甲基化抑制,在昆蟲中似乎還不具備。

家蠶甲基化譜的完成不但對理解昆蟲表觀遺傳學調控的提供了重要的參考資料,也為進一步發掘家蠶人工馴化過程中潛在的表觀遺傳學貢獻奠定了研究基礎。

Jiao, Y. et al. Regulation of OsSPL14 by OsmiR156 defines ideal plant architecture in rice. Nature Genet. doi:10.1038/ng.591 (2010).

中國科學院遺傳與發育生物學研究所李家洋院士和中國農業科學院中國水稻研究所錢前研究員等組成的科研團隊取得了這一突破性進展。李家洋院士介紹說,研究小組在中國農業部、科技部和國家自然科學基金委等部門的大力支持下,經過數年的協作與攻關,成功克隆了控制水稻理想株型的關鍵多效基因IPA1.

理想株型是當前國內外超級稻研究中的一個核心領域,即通過改變水稻在分蘗、莖稈、穗粒等方面的結構特點,提高水稻產量。研究小組發現,基因IPA1發生突變后,會使水稻分蘗數減少,穗粒數和千粒重(以克表示的一千粒種子的重量)增加,同時莖稈變得粗壯,增加了抗倒伏能力。實驗顯示,將突變后的基因導入常規水稻品種,可以使其產量增加10%以上。

英國《自然》出版集團在新聞通報中評價說,到1050年全球糧食產量需要翻倍才能滿足日益增長的人口對糧食的需要,對包括本次成果在內的水稻增產基因的確認和利用將成為解決糧食問題的重要途徑。


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