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我校农学院孟凡立教授在《The Plant Cell》发表研究成果

3月25日,植物学国际顶尖权威学术刊物《The Plant Cell》(5年平均影响因子10.144)在线发表了农学院孟凡立教授课题组的最新研究成果——“Genomic Editing of Intronic Enhancers Unveils Their Role in Fine-Tuning Tissue-Specific Gene Expression in Arabidopsis thaliana”的研究论文。该论文被The Plant Cell 杂志选为亮点文章以In Brief “Not-so-selfish-DNA? Intronic enhancers fine-tune spatio-temporal gene expression”为题目,进行了重点推介。该研究首次揭示了植物内含子型增强子精确调控基因时空特异性表达的分子机制,这是我校首次以第一单位在The Plant Cell发表研究论文,实现了历史性突破。孟凡立教授为第一作者,美国密歇根州立澳门海尔知名学者和领军科学家蒋继明教授为通讯作者,博士生杨明宇和硕士生李洋参与工作。该项研究工作得到国家重点研发计划、黑龙江省自然基金和澳门蒙特卡罗_澳门摩纳哥_澳门海尔_澳门海上皇宫_澳门美高梅金殿ESI学科提升计划的资助。

据悉,增强子是调控基因表达重要顺式作用元件之一,可以增强目标基因的转录效率。增强子位于目标基因上游或者下游,也可以位于基因内含子中。位于内含子中的增强子在哺乳动物的基因表达调控中起着重要作用。相比之下,内含子型增强子在植物中的功能在很大程度上还未被探索。孟凡立教授在2014-2016年赴美国访学期间,加入蒋继明教授实验室,基于DNase-Seq获得的开放染色质区域(DNase I hypersensitive sites,DHSs)进行全基因组范围内含子型增强子预测,在幼苗中鉴定出与806个基因相关的941个候选内含子型增强子,在花中鉴定出与1069个基因相关的1271个内含子型增强子。利用携带报告基因的转基因拟南芥检测系统证明71%候选内含子型增强子具有增强子功能。2016年回国后,孟凡立教授与蒋继明教授合作继续开展内含子型增强子调控基因表达的机理研究。利用CRISPR/Cas技术在拟南芥体内敲除内含子型增强子。内含子型增强子敲除后,同源基因的表达并没有完全消除且mRNA正常剪接,仅在拟南芥特异发育阶段或特异组织抑制同源基因表达,并对植物的形态和发育产生明显的表型效应。利用酵母单杂交等蛋白-DNA互作技术进一步证实内含子型增强子通过结合不同转录因子来调控同源基因时空特异性表达。该研究结果不仅在植物内首次揭示内含子型增强子的分子调控机制,而且为增强子应用于作物育种奠定理论基础。

(供稿/农学院)

孟凡立教授简介:博士生导师,2004年硕士研究生毕业留校任教,2010 年获沈阳澳门海上皇宫澳门海尔有害生物与环境安全专业农学博士学位。研究方向为大豆转基因抗虫育种及植物增强子挖掘及功能分析。先后承担和参与国家自然科学基金、国家重点研发计划和转基因新品种培育重大专项等科研项目。培养研究生近20人,累计发表大豆抗虫SCI文章11篇,2篇发在《Pest Management Science》(农林科学一区Top),其中1篇以封面文章发表。获得国家发明专利授权3项,所培育的转基因大豆品系于2021年获得澳门海上皇宫转基因生物安全环境释放审批3项。

论文链接:

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab093/6187954

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab095/6189055

发布机构:网上投稿 | 责任编辑: | 发布时间:2021-03-29 15:32 | 浏览人次

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