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大咖有话说|第一期-UCSD赵云德浅谈生长素合成与CRIPSR技术

2017-10-20 iNature iNature

iNature:大咖有话说这一栏目,第一期是UCSD赵云德浅谈生长素合成与CRIPSR技术,同时预告第二期是美国科学院院士及HHMI研究员,密歇根州立大学教授何胜阳-植物抗病。



赵云德

1987年毕业于华东化工学院,获学士学位;

1990年毕业于中科院上海药物所,获硕士学位;

1999年毕业于美国University of Michigan,获博士学位;

1999-2002年,在美国The Salk Institue从事博士后研究。

之后任美国加州大学San Diego分校植物科学系副教授,主要从事生长素在发育过程中的作用机理方面的研究,在植物生长素的合成、修饰、运输和信号转导的分子机理研究领域取得了多项突破性成果。现亦为华中农业大学生命科学技术学院生物化学与分子生物学长江学者讲座教授。近年来,赵云德博士在Science、Cell、Gene and Development等国际著名期刊上发表学术论文40多篇,授权国际专利1项,并主持美国NIH基金、美国自然科学基金等多项,得到学术界同行的广泛认可。




开场介绍

赵云德再次做客上海生科院植物生态研究所,之前是4年以前,已经是比较久远的事情了,这次重逢,感觉生科院变得更气派了。同时这一次的报告由刘宏涛研究员组织,同时韩斌院士,何玉科,薛红卫等人聆听了报告,另外学生也是挤满了整个会场,就是为了享受赵云德教授精彩的报告。




生长素合成讲解

赵云德的研究重点是植物激素生长素,其调节植物生长和发育的几乎每个方面。我的实验室主要从事两个生态系生物学领域:1)生长素生物合成及其调控,2)生长素在腋生分生组织发育和植物器官发生过程中的作用。我们已经阐明了拟南芥中主要的生长素生物合成途径,并鉴定了YUC黄素单加氧酶作为生长素生物合成的关键酶。我们目前正在观察YUC酶的调控机制,并鉴定到了YUC基因表达的转录因子。我们进行了一个遗传筛选的uuc突变体的增强子/抑制剂,并揭示了一个新的信号通路,是拟南芥形成侧向器官所必需的。我们正在继续克隆和表征其他增强子/抑制因子,以建立植物器官发生的遗传框架。我们还在开发空间和时间控制生长素生产的工具。


报告概括


简单的介绍生长素的作用


生长素对于发育很重要


生长素用于除草剂的应用


生长素用于生根作用


生长素生物学合成途径


生长素合成途径研究困难的原因(很多中间代谢产物)


生长素到底是怎么被合成的呢?这是一个问题


加入生长素的代谢中间产物,都能促进生根,非常的不可思议,这使合成途径陷入了困境,几十年都没什么进展


2001年,事情出现了转机,赵云德实验室克隆了YUC基因


按部就班,继续研究YUC同源基因


经过10多年的努力,基本理清了生长素主要合成途径


但是光在拟南芥中做生长素,应用不大,故逐渐推广到作物上


很有意思,现在认为,生长素是可以在局部合成,而后进行运输,但是很多年以前到不这样认为


生长素具体是怎么被调控合成的呢?


经过多年的奋斗,基础模型慢慢的浮现出来了


生长素合成的最新总结 非常的有用



CRISPR技术浅谈

基于序列特异性核酸酶的基因组编辑技术的出现及发展,正在彻底改变基础和应用生物学。特别是CRISPR-Cas9的发现及应用,基因组编辑技术已经广泛应用于植物基因组的编辑和作物的性状改良。基因编辑技术主要是通过在特定位点产生双链断裂(DSBs),进而通过差错率较高的非同源末端连接(NHEJ)的方式进行修复,在这个过程中会导致碱基的缺失或者插入,从而造成基因突变。通过基因编辑技术对植物中进行精确的基因替换或修饰在植物研究及应用中有更多的用途,也是目前植物编辑面临的挑战之一。将基因编辑技术应用于很难转化中的植物中也是一个重要的挑战。最近开发的Cas9变体(如cpf1),新型RNA指导的核酸酶,新型的碱基编辑系统,DNA-free的CRISPR-Cas9运输方法等为植物基因组编辑提供了巨大的机会。


什么是基因编辑


基因编辑的目标



对于CRISPR的高度总结


由于赵云德的实验室主要是从事生长素合成过程,故对于基因编辑,他们也是着重对这个途径的突变体进行敲除


非常有趣的突变体,赵老师欲言又止,始终不愿意说出是什么基因,弄得大家很揪心


很有趣的研究


很完美的幻灯片


这个才是重头戏 ,各个实验室都在弄这个,竞争很大


侧重点在这,您懂得


好的研究,离不开团队的奋斗以及资金的支持





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