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焦雨铃实验室在器官边界区基因调控网络的系统生物学研究中取得进展
 

       植物的侧生器官边界区将叶片等侧生器官(分化细胞)与顶端分生组织(干细胞)分隔开,确保器官的形成和干细胞的维持。此外,器官边界区产成侧生分生组织,进而形成侧芽,影响植物株型的建成。但由于边界区细胞数量较少,表型不易观察,因此对边界区形成的正反向遗传学研究都很困难,使得我们对边界区形成的调控机理知之甚少。中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃课题组通过系统生物学的方式对拟南芥器官边界区的形成进行了研究。该研究获得了低丰度的边界区细胞特异的基因表达图谱,并利用高通量酵母单杂交技术筛选了基因组范围的蛋白质-DNA相互作用。二者的结合及后续的基因功能分析,鉴定了一批新的影响边界区建立和侧生分生组织形成的调节基因,并解析了调节基因之间的上下游调控关系,构建了拟南芥边界区和侧芽发生相关基因的转录调节网络。该系统生物学研究获得的调控网络预测了新的基因功能,鉴定了多个转录因子结合的启动子热点区,将极大加强我们对基本发育过程的深入了解,促进对边界区建成和侧生分生组织形成的分子机制研究。该研究结果于2014年10月31日在线发表于Molecular Systems Biology(10:755, http://msb.embopress.org/content/10/10/755)。焦雨铃课题组的助理研究员田彩环为第一作者。该研究得到了农业部转基因专项、科技部重大研究计划、国家自然科学基金、中科院“百人计划”、以及植物基因组学国家重点实验室的资助。

 

 

 
图1. 拟南芥边界区基因调控网络


 
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