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7月18日《科學(xué)》雜志內(nèi)容精選
幾近完成的普通小麥基因組測序
研究人員已經(jīng)展示了普通小麥基因組的序列草圖，從而在通往創(chuàng)制世界上種植最廣泛谷物作物之一的完整參考序列的道路上到達(dá)了一個主要的里程碑。他們的工作給了科學(xué)家們一個可在小麥個體染色體上快速定位特定基因的工具，這一資源可幫助他們改良小麥育種以滿足從未有過的對食物的更高需求，加快小麥新品種的開發(fā)并增加小麥對環(huán)境壓力的抵抗性。4則相關(guān)《科學(xué)》報道利用了這一幾近完成的序列。
在第一則報道中，來自國際小麥基因組測序聯(lián)盟（IWGSC）的Klaus Mayer等人展示了普通小麥的基因序列草圖，這是對所有21條染色體的基因含量及組成所做的一個調(diào)查。他們制定了一個實體繪制策略——對一個叫作Chinese Spring的培育的小麥品種的每個染色體臂進(jìn)行了分離，測序及組裝。沿著這些染色體臂，研究人員能夠精確定位超過12萬個基因。
在第二則相關(guān)報告中，F(xiàn)rédéric Choulet及其同事給出了一個更完整的序列，該序列是普通小麥21條染色體中最大的序列：染色體3B。研究人員確認(rèn)了數(shù)千個沿著3B的重要基因標(biāo)記。由Choulet等人所做的工作對IWGSC的測序策略給予了支持，從而為測序所剩下的20條染色體建立了一個模板。
另外兩篇文章表示，IWGSC的測序草圖已為科學(xué)家就小麥基因組的演化及與谷物發(fā)育有關(guān)的基因提供了新的了解。Thomas Marcussen等人利用該序列草圖來更好地了解現(xiàn)代普通小麥的系統(tǒng)發(fā)育歷史。Matthias Pfeifer等人對來自發(fā)育中的普通小麥谷物組織的RNA產(chǎn)物進(jìn)行了編目以了解該3種亞基因組是如何促成現(xiàn)代普通小麥基因組對其基因表達(dá)的影響的。
為更多人提供食物并保護(hù)環(huán)境的新戰(zhàn)略
由Paul West及其同事所撰寫的一個新報告提出，關(guān)注一個相對較短的區(qū)域、作物及所采取行動的名單可為改善全球食物安全并同時降低農(nóng)業(yè)對環(huán)境的影響提供新的機會。
他們稱，中國、印度和美國有著全球農(nóng)田過多營養(yǎng)物（尤其是氮和磷）中的大多數(shù)，而印度、巴基斯坦、中國和美國用了大多數(shù)的灌溉降雨量有限地區(qū)農(nóng)作物的水。West及他的同事還估計，美國、中國、西歐與巴西消耗了農(nóng)作物非食物使用中的大多數(shù)熱卡。他們呼吁政府、企業(yè)、基金會及公民等在他們當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟(jì)及環(huán)境情況中采納目前最好的做法。
“基因驅(qū)動”值得關(guān)注
據(jù)本期《政策論壇》的作者披露，在“基因驅(qū)動”被考慮用于像給蚊子基因組進(jìn)行重新編程以消除瘧疾或用于逆轉(zhuǎn)殺蟲劑抗藥性的發(fā)生之前，涵蓋這項技術(shù)——它包括了基因編輯——的法規(guī)中的缺口必須得到填補。他們說，現(xiàn)在是一個對“具有廣泛包容性及信息靈通”的有關(guān)基因驅(qū)動的未來進(jìn)行公共討論的時候了。基因驅(qū)動技術(shù)是在10年前第一次提出的，它涉及到遺傳偏差性基因的設(shè)計，這些基因具有驅(qū)動某些特征在群體中通過的潛力。它從最近的在CRISPR技術(shù)方面的進(jìn)步而得到了一針強心劑。盡管基因驅(qū)動還沒有在野生種群中實施，Kenneth Oye及其同事說，現(xiàn)在是嚴(yán)格評估這一迅速發(fā)展的技術(shù)的時間了；該技術(shù)可用于造福人類，但它也會造成未知的環(huán)境及安全風(fēng)險。
人類基因組蛋白產(chǎn)物仍是謎
據(jù)新的研究報告，經(jīng)過一些可變操縱的眾所周知的基因仍然會令我們吃驚，其所產(chǎn)生的用于生物性應(yīng)用的蛋白產(chǎn)物是科學(xué)家們過去一直沒有發(fā)現(xiàn)到的。這一點是重要的，因為大多數(shù)的人類基因都被多次進(jìn)行可變性設(shè)計或剪接——盡管所致蛋白產(chǎn)物的實際性研究一直是闕如的。一個叫做AARS酶的酶族對將遺傳密碼變?yōu)榛畹默F(xiàn)實是至關(guān)重要的；AARS酶將氨基酸——這是蛋白質(zhì)的構(gòu)件——送交給匹配的轉(zhuǎn)運RNA分子或tRNAs。這個過程有時被稱作給tRNA“裝料”。一旦tRNA被裝料，便可從DNA藍(lán)圖進(jìn)行蛋白質(zhì)翻譯。先前的研究顯示，AARS酶的可變剪接可產(chǎn)生具有新功能的全新的AARS蛋白。為了對其進(jìn)行研究，Wing-Sze Lo等人以AARS基因族作為目標(biāo)并對來自可變剪接版本的蛋白進(jìn)行了分析，他們發(fā)現(xiàn)了許多不同形式的蛋白產(chǎn)物，它們中的大多數(shù)失去了裝料tRNAs的能力。
