Thể hiện đầy đủ gen AtSTO1 kích hoạt tính trạng chống chịu mặn của cây Poplar

Một trong những stress phi sinh học ảnh hưởng nghiêm trọng đến tăng trưởng của cây là mặn. Shaneka Lawson (USDA Forest Service) và Charles Michler (Purdue University) đã cho thể hiện thành công gen Arabidopsis SALT TOLERANT1 (AtSTO1) trong cây poplar (Populus tremula) nhằm xác định xem transgene này có liên quan đến cải tiến chống chịu mặn hay không trong những cây mới được tạo ra.  Kết quả thí nghiệm trong nhà lưới cho thấy các dòng poplar transgenic gia tăng đáng kể mức độ kháng mặn (sodium chloride) hơn cac dòng bình thường (non-transgenic). Phân tích sâu hơn cho thấy có khác biệt về mức độ phong phú tương đối của phân tử transcript STO1 trong các dòng chuyển gen, mà những dòng ấy để có tính chống chịu mặn. Có những thay đổi về sinh lý và hình thái học bao gồm sinh khối tổng lớn hơn, sinh khối rễ lớn hơn, quang hợp được cải tiến, và kích thước lõi thân lớn hơn (greater pith), chứng minh cây chuyển gen như vậy hơn hẳn giống bình thường đối với stress mặn. Theo đó, sự thể hiện thành công gen AtSTO1 thúc đẩy thực sự tính chống chịu mặn của cây poplar.

Đọc tóm tắt http://link.springer.com/article/10.1007/s11248-014-9808-x.

NF-YC của cỏ Bermuda cải tiến được tính chống chịu hạn và mặn của lúa

Các nhà khoa học Trung Quốc nghiên cứu vai trò của NF-YC, một subunit được tìm thấy trong nhân, yếu tố Y (NF-Y) được biết với thuật ngữ là HAP, trong chống chịu mặn và khô hạn của cây lúa chuyển gen. Protein NF-YC được phân lập từ cỏ bermuda (hình) và được chèn vào cây lúa biến đổi gen. Những cây lúa transgenic như vậy và cây lúa nguyên thủy bình thường (đối chứng) được trắc nghiệm trong điều kiện khô hạn và mặn. Kết quả cho thấy sự thể hiện của NF-YC đã cải tiến đáng kể tính chống chịu hạn và mặn của cây lúa transgenic do làm tăng số lượng phân tử transcript: do các gen truyền tín hiệu, gen đáp ứng và gen mã hóa “ABA-independent”, làm tăng mức độ nhạy cảm với ABA và tăng mức độ sinh tổng hợp ABA. Kết quả cho thấy NF-YC của cỏ bermuda có thể là một gen triển vọng được người ta sử dụng để thúc đẩy tính chống chịu hạn và mẵn của cây lúa transgenic.

Xem: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12270/pdf

Phân lập và thể hiện thành công gen cLf (Antimicrobial Camel Lactoferrin) trong cây thuốc lá

Thực vật có khả năng sản xuất ra những protein chức năng của động vật có vú với hoạt tính chữa bệnh, bao gồm lactoferrin, một protein rất có giá trị và khá phổ biến trong sữa. Nó rất quan trọng trong nhiều tiến trình sinh lý ví dụ như vận chuyển ion sắt và phản ứng có tính chất miễn dịch. Cây thuốc lá (Nicotiana tabacum) là hệ thống thực vật chính được áp dụng phục vụ bioreactors xanh vì nó có trong lá với sinh khối lá cao và có rất nhiều protein hòa tan. Ali Niazi  và ctv. thuộc Đại Học Shiraz  đã phân lập thành công từ con lạc đà (Camelus dromedarius) gen lactoferrin (cLf). Gen này biểu hiện trong cây thuốc lá Nicotiana tobaccum cv. Xanthi. Phân tích cho thấy gen tái tổ hợp (recombinant) camel lactoferrin (cLf) được thể hiện trong cây thuốc lá chuyển gen. Các trắc nghiệm về protein trong lá cây thuốc lá chuyển gen ấy biểu hiện hoạt tính chống vi khuẩn. Sự thể hiện lactoferrin trong cây cho thấy một hệ thống tương ứng để sản xuất đại trà protein này. Hơn nữa, người ta còn chứng minh được rằng sự thể hiện lactoferrin trong thực vật có liên quan đến tính kháng bệnh cho cây trồng.

Xem http://www.pomics.com/niazi_7_5_2014_298_307.pdf

Sữa chua công nghệ sinh học thay thế được xét nghiệm ung thư trực tràng trong tương lai

Hình: Vị trí và sự thể hiện của hai loại hình ung thư ruột già.

 Giáo Sư Sangeeta Bhatia  thuộc MIT (Massachusetts Institute of Technology) đang thực hiện quy trình sản xuất sữa chua (yogurt) có thể thay thế được những colonoscopies (xét nghiệm ung thu bằng CCD camera)  rất bất tiện và MRI trong chẩn đoán bệnh ung thư ruột già. Sữa chua như vậy có những phân tử nhân tạo có thể tương tác với tác nhân gây ung thư để tạo ra những biomarkers có tính chất chỉ dẫn tốt (telltale). Những phân tử này dễ dàng được tìm thấy khi người ta tiểu tiện. Do đó, sau khi ăn sữa chua, bệnh nhân sẽ đi tiểu vào  công cụ chuyên môn bằng giấy thấm để xét nghiệm. Phương pháp mới ấy rẽ tiền hơn trong chữa trị so với các kỹ thuật hiện nay để chẩn đoán bệnh nhận bị ung thư ruột già. Nếu được chẩn đoán sớm, 90% bệnh nhân ung thư ruột già có thể sống ít nhất 5 năm nữa.

Xem http://www.technologyreview.com/news/531241/cancer-detecting-yogurt-could-replace-colonoscopies/.

Phát triển giống cá hồi (trout) kháng vi khuẩn trong nước lạnh

Các nhà khoa học thuộc  ARS của USDA (National Center for Cool and Cold Water Aquaculture) đã phát triển thành công giống cá hồikháng với bệnh vi khuẩn xảy ra trong nước lạnh, bệnh do vi khuẩn Flavobacterium psychrophilum. Pathogen này làm cá chết khi còn trẻ và ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của cá con, cũng như năng suất của cá trưởng thành. Nghiên cứu mới đây cho thấy trong điều kiện thí nghiệm trang trại của nông dân, giống cá kháng bệnh có tỷ lệ sống sót cao, chỉ số bệnh thấp cho dù cá hồi đang mang pathogen này trong nội mô so sánh với giống cá hồi không có gen kháng. Để làm rõ hơn kết quả ấy, kỹ thuật RT-PCR (real-time polymerase chain reaction) được áp dụng, ghi nhận pathogen và số lượng pathogen mô tế bào của cá hồi. Không có vi khuẩn  F. psychrophilum nào được ghi nhận trong cá hồi kháng bệnh ở quy mô thí nghiệm tại trang trại nông dân. Nghiên cứu cho thấy kích cỡ lá lách (spleen size) của cá hồi có tương quan di truyền với tính kháng bệnh, nhưng thí nghiệm này còn đang tiếp tục để hoàn chỉnh thêm.

Xem http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct14/trout1014.pdf

Protein SPX1 và SPX2 ức chế phản ứng đói lân của cây lúa qua tương tác với PHR2

Phosphate (Pi) là nguyên tố dinh dưỡng chính cho tăng trưởng cây trồng. Khả năng cung cấp lân dễ tiêu thấp trong đất đã làm cho tín hiệu đói lân (Pi starvation signaling) trong cây đạt ở ngưỡng gây sự chú ý nhiều nhất hiện nay. Arabidopsis AtPHR1 và OsPHR2 đồng dạng của nó trong cây lúa là những yếu tố phiên mã trung tâm (TFs) trong cơ chế Pi homeostasis; tuy nhiên, làm thế nào cây cảm nhận được biến động của Pi ở bên ngoài để điều hòa hoạt động của AtPHR1/OsPHR2   đã và đang là câu hỏi khó trả lời. Ở đây các tác giả nghiên cứu phân lập SPX1 và SPX2 của cây lúa như  những inhibitors lệ thuộc vào Pi của PHR2, hàm ý SPX1 và SPX2 đã có trong cơ chế Pi-sensing (cảm nhận được lân). Họ chỉ ra rằng SPX domain của SPX1 và SPX2 trở nên cực trọng khi kềm chế PHR2 gắn kết với những cis elements nhờ phản ứng tương tác giữa những protein. Khám phá này về sự kiện điều tiết có tính chất tùy thuộc vào hàm lượng dinh dưỡng tế bào mở ra ánh sáng về một cơ chế mới để cây thích ứng với sự thay đổi của môi trường. Trong thực vật, các mức độ cảm ứng đối với dưỡng chất ở bên ngoài hoặc bên ngoài đề cần thết cho việc tái lập chương trình của transcriptome và thích ứng với các thay đổi xảy ra ngoài môi trường. Phosphate (Pi) là nguyên tố dinh dưỡng chính của thực vật, và có một tỷ lệ khá lớn các gen đáp ứng lại sự đói lân (Pi starvation) được sự kiểm soát của PHOSPHATE STARVATION RESPONSE REGULATOR 1 (PHR1) trong cây Arabidopsis (AtPHR1) và những chất tương đồng của nó (homologs), thí dụ Oryza sativa (Os)PHR2 trong cây lúa. AtPHR1 và OsPHR2 biểu hiện không hoàn toàn đáp ứng lại đầy đủ với sự kiện đói lân, đặt chó chúng ta câu hỏi là làm thế nào cây thay đổi cảm ứng ở mức độ tế bào đối với Pi kích hoạt regulator trung tâm. SPX [được đặt tên sau SYG1 (suppressor of yeast gpa1), Pho81 (CDK inhibitor trong yeast PHO pathway), và XPR1 (xenotropic và polytropic retrovirus receptor)] proteins có chức năng chỉ ngăn chận  SPX domain trong cách điều tiết có tính chất tiêu cực của phản ứng lại sự đói lân. Ở đây, các tác giả cho thấy protein định vị trong nhân SPX là SPX1 và SPX2 trở thành các Pi-dependent inhibitors của hoạt động OsPHR2 trong cây lúa. Thật vậy, SPX1 và SPX2 tương tác với PHR2 thông qua SPX domain của nó, ngăn cản sự gắn kết với P1BS (PHR1-binding sequence: GNATATNC). Kết quả vivo, cũng như những kết quả vitro đều sử dụng SPX1, SPX2, và OsPHR2 thuần khiết, cho thấy sự ức chế SPX1 và SPX2 của hoạt động OsPHR2 mang tính chất lệ thuộc vào Pi. Các số liệu ấy cung cấp chứng cứ để khẳng định rằng có hoạt động của SPX1 và SPX2 trong cơ chế Pi-sensing của thực vật.

Xem http://www.pnas.org/content/111/41/14953.abstract.html?eto (Nguồn: Wang và ctv. (2014), PNAS 14 tháng Mười 2014 vol. 111 no. 41 14953-14958.

Hình. 1. SPX1 và SPX2 tương tác với đầu C: PHR2.

(A) Sơ đồ của chiều dài PHR2 và những dẫn xuất có tính chất mất đoạn (deletion derivatives). Số bị cắt (truncation) cho thấy amino acid của PHR2 tạo nên protein này.

(B) SPX1 và SPX2 tương tác với PHR2, trong xét nghiệm two-hybrid assays của nấm men. EV, empty vector; N, negative control; P, positive control.

(C) SPX1 và SPX2 tương tác với PHR2, trong xét nghiệm co-IP.

(D) SPX1 và SPX2 tương tác tại đầu C của PHR2 trong xét nghiệm co-IP.

(E) SPX1và SPX2 tương tác với PHR2 trong nhân, trong phân tích BiFC. Nhân được nhuộm với DAPI. (Scale bars: 50μm.)

Thông Báo

Hội nghị “Genomics thế hệ sắp tới và công tác chọn giống hợp nhất”

Hội nghị lần thứ Năm “Genomics thế hệ sắp tới và công tác chọn giống hợp nhất” [5th International Conference on Next Generation Genomics and Integrated Breeding (NGGIBCI-2015) for Crop Improvement] được tổ chức tại ICRISAT (International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics) Ấn Độ vào ngày 18-29/02/2015.

Xem  http://www.vnggibci.icrisat.org/