研究拟南芥的论文

RNA聚合酶四指示沉默的内源性的DNA 我们先前发现的一种拟南芥sde4 突变说，展出的部分失去一个transgenesilencing 通路是否则依赖对RNA依赖的RNA聚合酶六日（ rdr6 ） （ 1 ） 。该sde4突变体植株还有缺陷的小分子干扰RNA （小分子干扰核糖核酸） 生产和甲基正弦retroelement atsn1 （ 2 ）在通路其后相关rdr2 ， Dicer的样三日（ dcl3 ） ，以及其他内源性的siRNA （ 3 ） 。它很可能，这沉默通路相关以RNA干涉（ RNAi技术）介导heterochromatinization 在schizosaccharomyces pombe这也是依赖于小分子干扰核糖核酸， Dicer的， andanrdr （ 4 ） 。所以，要调查机制的两个转基因与retroelement 沉默，我们查处的分子身份的sde4轨迹。我们这里所叙述如何sde4编码最大亚基一编码RNA聚合酶是有别于真核细胞的RNA聚合酶的一，二和三（其亚基在拟南芥中被指定由前缀nrpa ， nrpb ，或nrpc ，分别） 。 在符合公约命名的RNA聚合酶的，我们从今以后参考这种酶作为RNA聚合酶四（油料四）和世界上最大的亚基编码sde4 作为nrpd1a 。先前所描述的sde4 突变是现在指定nrpd1a - 1 。 1sainsbury实验室，约翰建设起中心，诺里奇nr4 7uh ，英国。 2university东英格兰，诺里奇nr4 7tj ，英国。 *向谁函授应予以处理。 电子邮箱： david.baulcombe @是Sainsbury - laboratory.ac.uk 屏幕上有缺陷的突变体，在跨基因沉默用一种拟南芥线（ gxa ） ，其中绿色荧光蛋白（ GFP ）的转基因（图s1a ，指定G ）的鸦雀无声，由马铃薯X病毒（ pvx ） -绿色荧光蛋白转基因（图s1a ，指定一） （ 1 ） 。不像rdr6突变体，其中完全失去绿色荧光蛋白沉默在gxa背景下， nrpd1a - 1 展示了一幅延迟性发作的沉默中生长点的植物（图1A和图。 s1f ） （ 1 ） 。在年轻的植物，叶片初期涌现出绿色荧光蛋白的荧光，而且，在一个星期内， 沉默出现在局部地区，然后散布在整个叶片。这种迟发性表型的坚持，直到开花的时候年轻的花序均GFP的荧光。 该模式的转基因mRNA和小分子干扰核糖核酸积累相应的数额GFP的荧光。因此，北分析野生型和nrpd1a - 1鲜花表明，增加积累的GFP mRNA的表达（ 4.5倍）和pvx -绿色荧光蛋白基因的RNA nrpd1a - 1对应到六倍减少21日至24日-核苷酸（ NT ）的绿色荧光蛋白的siRNA （图1B ）条相对野生型。在完全沉默玫瑰花叶，那里nrpd1a介导的损失沉默是不太明显高于花卉，绿色荧光蛋白基因和siRNA金额媲美。 RNA介导的DNA甲基化（ rddm ） 是与沉默的植物，并可能导的一个小分子干扰核糖核酸引导效应复杂的。一致rddm在绿色荧光蛋白轨迹gxa植物，绿色荧光蛋白基因的DNA甲基化是迷失在鲜花的rdr6和sgs3突变体沿23 。长pfeifhofer等人，威廉斯年限。地中海。 197 ， 1525 （ 2003 ） 。 24 。汤匙egawa等人，电流。生物学。 13 ， 1252 （ 2003 ） 。 25 。支持由美国国家卫生署（ r37 - ai33443 ） 。我们想谢谢j. pober ，每小时十孙，和D罗斯坦为认真研读了这份手稿和第十林（大学水牛） ，为分享card11缺陷Jurkat细胞。分子相互作用数据已存放在生物分子相互作用网络数据库与加入代码209039到209044 。 支持在线材料 无线TTL闪光灯材料与方法无花果。中一至中三2004年11月4日;接受， 2005年1月14日10.1126/science.1107107 与绿色荧光蛋白的siRNA （ 1 ） （图1 C ） 。在nrpd1a - 1 花卉，如绿色荧光蛋白的siRNA都减少，但不缺席，我们只发现有轻微变化该模式GFP的DNA甲基化（图1 C ） 这反差更明显的损失atsn1 DNA甲基化nrpd1a - 1植物（ 2 ， 5 ） 。因此， nrpd1a通路，是不是唯一来源合适的siRNA为rddm 。 当初nrpd1a - 1 ，在相当大的重排1号染色体扰乱at1g63020 （图中一，二至七） ，然后用其他nrpd1a等位基因与互补同一个nrpd1a转，以确认这种基因编码的nrpd1a 。序列nrpd1a不结盟与拟南芥nrpd1a 同源（编码at2g40030 ）和两个编码蛋白质的水稻植物特有分支为最大亚基的RNA 聚合酶（图2A及fig.s2 ， A至C ） 。 一致nrpd1a作为世界上最大的亚基一multisubunit油料四，食米和拟南芥基因组编码两个蛋白质可以成为第二大亚基（ at3g18090和at3g23780 ） （ 6 ） （图2B和图s2d ） 。测试沉默的作用，这些基因拟南芥nrpd2 亚基，我们转化野生型gxa 植物倒置重复序列（ IR ）的构造说将目标对准了RNAi以nrpd1a ，疑似nrpd2基因，或阿丹（作为对照组） （图三， A和B ） 。转化与红外针对nrpd1a与疑似nrpd2基因，但并不反对阿丹（图三， c 及d ） ，呈现延迟性发作的沉默这样的nrpd1a - 1 。虽然两者nrpd2 基因将被灭活，由红外兴建（图s3b ） ，两条路线的证据表明， 积极nrpd2轨迹，而不是at3g23780 比at3g18090 。第一，基因特异性扭转转录聚合酶链反应（ RT - PCR ） 分析结果表明，大部分的nrpd2 誊来自at3g23780 （图s3e ） 及第二，在一个插入突变体at3g23780 （ nrpd2a - 1 ，图s3f ） ，但不at3g18090 （ nrpd2b - 1 ，图s3f ）消除了内源小分子干扰核糖核酸（图3A ）在。 nrpd1a和nrpd2有顺序的异同他们nrpa ， nrpb ， nrpc 同系物，在地区相应的功能重要的特点，酵母RNA聚合酶2005年4月1日第一卷308科学 报告图。 1 。 GFP的沉默nrpd1a - （一） 1 。紫外线照片gxa野生型（ WT ）的，并nrpd1a - 1开花植物。 （二）北方分析绿色荧光蛋白mRNA的表达和siRNA在花卉（六） ，茎（ s ）和叶（ 1 ）由WT和nrpd1a - 1 gxa植物。 （三） Southern blot分析基因组DNA纯化二（ 7 ） 。为nrpd1a ，地区与认同nrpb1包括N端钳核心（ 20 ％ ） ，锌金属结合位点，活跃网站（ 41 ％ ） ，漏斗和部分裂隙域（初， 42 ％ ，末位淘汰，有24 ％ ） 。该中的裂隙域nrpa1 ， nrpb1 ， nrpc1缺席nrpd1a （保守区七） （图s2b ） 。然而， C端钳核心（图s2b ） ，它定义了年底球形域之前C端域（ CTD是） nrpb1 （ 7 ） ，是目前（ 23 ％相同） 。 nrpd2是34 ％相同以nrpb2并保守区相对应的结合位点小核心亚基（ nrpb3/ac40 ， nrpb10 ， nrpb12 ） （图s2d ） ，这是思想的发挥作用于酶大会（ 7 ） 。有多重基因nrpb3/ac40 ，有些企业他们可以油料四的具体情况。然而，对于nrpb10和nrpb12现在只有两个基因每一个在拟南芥中，他们可以分享油料之间的第四和其他的RNA聚合酶因为他们是在其他真核生物（ 8 ） 。 最引人注目的区别nrpb1和nrpd1a是在C端的nrpd1 ，如水稻和拟南芥蛋白质分享相似的C端半数一个无编码的蛋白（有缺陷叶绿体和叶片）规范S rRNA基因加工叶绿体（ 9 ） （图s2a ） 。这C端延伸，可协调的RNA 聚合酶活性与下游加工步骤，在方式上类似于向CTD是ofpolii （ 8 ） 。结合本不寻常的C端与保守的特点义RNA聚合酶表明，波兰四是积极RNA聚合酶与重要分歧从义RNA聚合酶的一，二和三。 来自同一组织中，作为第（二）项，消化与甲基化敏感性酶sau96i ，摸索出为GFP的。 unmethylated G和gxa sgs3线作为对照。 DNA片段大于554新台币，是由于DNA的甲基化。 图。 2 。进化树最大型的（ a ）和第二大（二）的RNA 聚合酶亚基家庭从植物中，蠕虫和酵母。 itoivonthe权对每棵树显示核糖核酸聚合酶亚科。灰色和黑盒子显示拟南芥油料四亚基。 为了进一步探讨机制的油料四介导的沉默，我们的另一个特点是突变与迟发性GFP的沉默（图s4a ） 。它有一个倒置4号染色体这会破坏rdr2 （图s4b ， rdr2 - 3 ） ，以及绿色荧光蛋白基因沉默的表型能够加以补充通过改造与野生型rdr2 基因组DNA （图s4a ） 。在这突变，因为在nrpd2a - 1和的每一项nrpd1a突变，有获得较低的数额内源性24 -新台币siRNA （即atsn1 ， 1003 ， 02 ，与第2组） ，比在野生型，而mir167数额未受影响（图3A ）在（ 3 ） 。这些的siRNAs都在24新台币大小级，并dcl3 Dicer的是参与它们的生源（ 3 ） 。这是有可能因此，油料四， rdr2 ， dcl3法团结起来，为一个沉默的门路。油料四将产生的RNA的物种被复制到双链RNA （双链RNA ） rdr2 。 这种双链RNA ，然后被加工成小分子干扰核糖核酸由dcl3 。 该rdr2和rdp1突变，也受长期的RNA ，由小分子干扰核糖核酸基因位点。 然而，相反的影响，对小分子干扰核糖核酸， 长期的RNA更为丰富，在沉默突变体。因此， atsn1 RNA的更多丰富的，在nrpd1a和rdr2突变体比在野生型植物（图3 C ）条，显示他们不是油料四誊本。据推测，这RNA的结果必须由RNA聚合酶三转录（ 10 ） atsn1是沉默该油料四- rdr2 - dcl3通路在野生型植物。我们无法侦测，只要油料四誊atsn1是推测这是因为他们目前只是非常低的数额和都是蒙面更丰富的RNA产生其他的RNA聚合酶。 该油料四- rdr2 - dcl3通路相关与第2组和2002年的siRNAs并不要求ago4或DNA甲基化（ 3 ） 。然而， 该atsn1和1003点是hypermethylated 在野生型植物相对向nrpd1a万亩科学卷308 2005年4月1日报告图。 3 。分子指标的沉默。 （一）北部的分析里9日，九仓;巷10 nrpd1a - 3泳道11 ， nrpd1a - 4 ; lane12 ， nrpd2a - 1泳道13 内源性小RNA ：车道1日至8日， gxa （ C24为）背景;车道9日至nrpd2b - 1 。污点被剥夺和reprobed成倍增长。 （二）南区13 ，中校- O的背景。 1行，每克;巷2 ， rdr2 - 3线3条和第4 ，两个分析五常rDNA的重复序列在nrpd1a一系列等位基因消化后，与独立rdr2 - 3 rdr2p ： ： rdr2 T2合资格线;巷5 ， nrpd1a -1 ;车道6and 7 ，甲基化敏感性酶hpaii 。 （三） RT - PCR分析的内源性两个独立nrpd1a - 1 nrpd1ap ： ： nrpd1a T2合资格线;巷8 nrpd1a - 2 ; atsn1誊是高架在rdr2 - 2和nrpd1a突变体。 tants （ 2 ） （图3B ）条中，并积累自己的siRNAs是依赖于argonaute蛋白ago4 ，从头DNA甲基转移酶drm1 anddrm2 （五日，十一日，十二日） ，以及油料四， rdr2 ， dcl3 。在这些例子中，它看来，我们已建议在第pombe （ 13 ） ，即维持沉默涉及自我强化沉默通路在其中油料四介导的siRNA生产是依赖关于ago4介导的DNA甲基化反之亦然。 theroleofpol四所述herecould 解决的一个悖论染色质沉默机制是依赖于RNA的。如果该沉默的基因转录是由一个单一的聚合酶，这种RNA依赖的机制不会稳定，因为镇压转录从这些位点也将导致亏损沉默的RNA 。 然而，沉默特异性聚合酶像油料四，可耐染色质或DNA 修改影响聚合酶一至三等，可以稳定地保持沉默状态。在动物和真菌的油料四分支缺席的，但沉默的悖论可能解决了，如果有形式的核糖核酸聚合酶一至三与沉默-具体亚基，使转录的异染色质，因此，维修该RNA依赖的沉默。 最后一点，一般约沉默机制是说明了GFP的跨基因沉默与内源性24新台币的siRNA 沉默的通路都是依赖对共和联盟蛋白质（图1018 ） 。在玫瑰叶子该植物的，这两个沉默途径是相互独立的，因为跨基因沉默是不受rdr2 （图1018 ） 由于内源性24nt的siRNA坚持在rdr6植物（ 2 ） 。然而，在这些花朵通路是相互依存的，因为绿色荧光蛋白沉默是受两rdr2和rdr6 。 这种潜在的沉默通路互动， 结合自己的能力，以形成反馈和自我加强的循环（ 14 ） ，说明潜在的复杂性内源性监管网络涉及的siRNAs 。 参考文献及债券1 。汤匙dalmay ，甲汉密尔顿，第拉德，美国安格尔，直流baulcombe ，细胞101 ， 543 （ 2000 ） 。 2 。 答：哈密尔顿，澳voinnet ，属查，直流baulcombe ， embo j. 21 ， 4671 （ 2002 ） 。 3 。谢种等人， plos生物学。 2 ， e104 （ 2004 ） ;出版在线2004年2月24日。 4 。汤匙沃尔普等人，科学297人， 1833年（ 2002年） ;出版在线2002年8月22日（ 10.1126/science.1074973 ） 。 5 。素文的影响，陈等人，科学303 ， 1336 （ 2004 ） 。 6 。拟南芥基因组的倡议，性质， 408 ， 796 （ 2000 ） 。 7 。克莱姆页，四答布什内尔，许任kornberg ， 科学292 ， 1863年（ 2001年） ;网上公布2001年4月19日（ 10.1126/science.1059493 ） 。 8 。克莱姆页，电流。奥平。结构。生物学。 12 ， 89 （ 2002 ） 。 9 。米bellaoui ，小gruissem ， Planta的219 ， 819 （ 2004 ） 。 10 。楼myouga ，第tsuchimoto调野，每小时ohtsubo ， 体育ohtsubo ，基因遗传学。系统。 76 ， 169 （ 2001 ） 。 11 。四zilberman等人，电流。生物学。 14 ， 1214 （ 2004 ） 。 12 。四zilberman ，十曹时，雅各布森，科学， 299 ， 716 （ 2003 ） ;在网上公布2003年1月9日（ 10.1126 / science.1079695 ） 。 13 。汤匙杉山爱，每小时凸轮，甲弗德尔，四莫阿塞德，第行列grewal ，过程。 natl 。 acad 。工商局局长。美国102 ， 152 （ 2005 ） 。 14 。四baulcombe ，性质， 431 ， 356 （ 2004 ） 。 15 。作者承认资金来自盖茨比慈善基金会，生物技术和生物科学研究委员会，以及婴儿，校威康基金（ a.j.h. ）以及技术援助的影响。 支持在线材料 材料与方法无花果。中一至中四表S1和S2 参考文献及债券2004年10月29日;接受， 2005年1月25日在网上公布2005年2月3日; 10.1126/science.1106910 包括这方面的资料时，引用这个文件。 平移算子的基因对核糖体：如何抑制物蛋白质排除核糖体约束力lasse詹纳， 1帕斯卡romby ， 2伯纳德里斯， 1 克莱门斯舒尔策- briese ，三是学生，施普林格， 4 chantal ehresmann ， 2 伯纳德ehresmann ， 2人Dino moras ， 1 gulnara yusupova ， 1 赛yusupov1 ， 2 * 核糖体的热嗜热是cocrystallized与发起人转让核糖核酸（ tRNA分子）和一个结构完整信使核糖核酸（ mRNA的）携带一个平移运营商。道路mRNA的定义是在5.5埃决议它比较，无论是与晶体结构相同的核糖体复杂缺乏表达或联同非结构化mRNA的表达。一个确切核糖体环境岗位操作者的茎环结构垂直于表面的核糖体在该平台上的30年代亚基。有约束力的操作者和首倡者的tRNA发生于核糖体与一个无人居住的tRNA撤离现场， 这是预期为起始复杂。定位监管域的经营者相对核糖体阐明了分子机制，即约束抑制物开关过翻译。我们的数据建议一般以何种方式表达控制元素必须放在了核糖体，以履行自己的监管任务。 起始翻译一般认定时，应变能力快的需要。有约束力的效率促进蛋白质的合成，是eubacterial核糖体涉及的几个要素关键的一步，为控制基因表达的基因，其中影响动力学的研究2005年4月1日第一卷308科学希望能和你成为朋友

拟南芥（Arabidopsis thaliana）十字花科。二年生草本，高7～40厘米。基生叶有柄呈莲座状，叶片倒卵形或匙形；茎生叶无柄，披针形或线形。总状花序顶生，花瓣4片，白色，匙形。长角果线形，长1～1.5厘米。花期3～5月。我国内蒙、新疆、陕西、甘肃、西藏、山东、江苏、安徽、湖北、四川、云南等省区均有发现。拟南芥的优点是植株小（1平方厘米可种植好几棵）、每代时间短（从发芽到开花不超过6周）、结子多（每棵植物可产很多粒种子）、生活力强（用普通培养基就可作人工培养）。拟南芥的基因组是目前已知植物基因组中最小的。每个单倍染色体组（n=5）的总长只有7000万个碱基对，即只有小麦染色体组长的1/80，这就使克隆它的有关基因相对说来比较容易。拟南芥是自花受粉植物，基因高度纯合，用理化因素处理突变率很高，容易获得各种代谢功能的缺陷型。例如用含杀草剂的培养基来筛选，一般获得抗杀草剂的突变率是1/100000。由于有上述这些优点，所以拟南芥是进行遗传学研究的好材料，被科学家誉为“植物中的果蝇”。 是拟南芥的论文另外选了些介绍我们生命科学实验室的12位同学在中科院沈阳应用生态所郝林老师的指导下，以拟南芥生态型Wassilewskija（简称WS）为实验材料进行组织培养，得到了完整的试管苗。与经典的植物组织培养材料胡萝卜相比较，拟南芥离体叶片。茎段等脱分化和再分化所需时间短，条件简单，试管苗以腋芽繁殖方式短时间内可得到大量植株。另外，在试管苗生长过程中，极易诱导花器官的形成，有的植株只有O.5cm高时，就发育成完整的花朵并开放，有些近1OO个丛生苗的植株竟能同时开花。我们还对试管苗的某些器官进行了观察，如气孔、表皮毛、维管束等，不仅增加了课外知识，还培养了探索大自然的兴趣，学习了科学研究方法，同时对拟南齐这种模式植物也有了进一步的认识。一材料与方法 1．实验材料 将拟南芥种子经10%双氧水消毒后接种于MS培养基上，于28度、光照1Oh培养五周，长出无菌苗。在无菌条件下切取叶片和茎段，接种于MS诱导培养基上。于白天28℃（附加光照12h）、夜间2O℃温箱中培养，长出愈伤组织后转移至分化培养基上。 2．培养基 基本培养基为MS，其中诱导培养基附加植物激素IAAO．5－2mg，分化培养基附加6BAO．5-1mg，IAAO．5mg；蔗糖2Og，琼脂1．2%，pH5．8。 3．叶片脱绿 将叶片放到盛有95op乙醇的eP－pendoff管中，用针头在盖上刺一小孔，在7O℃水浴中保温至叶绿素消失（约需2Omin）。如果需要完全去除叶绿素，则应在保温IOmin时更换一次乙醇。二结果与讨论1．愈伤组织的诱导和试管苗的分化在诱导培养基上培养1周，叶段和茎段的切口处开始膨大，两周后愈伤组织生长良好，表面呈粒状，局部变绿。在一些外植体上长出根系，在带芽的茎段上直接长出小苗。将愈伤组织切下转人分化培养基上，五周后就有芽和根分化，两周后小苗生长正常。将完整的试管苗取下转入新培养基上，l周后从苗基部生长出次生苗。在原培养基上生长2～3周后，将试管苗移入土壤可成活。 我们的实验表明，拟南芥也是一种组织培养的示范材料，这主要基于以下事实： （1）易获得无菌苗。种子经表面消毒后接种于培养基上，五周后就可得到足够大且健壮的无菌苗，在无菌条件下切断并接种，几乎不会发生污染。相反，若对外植体进行表面消毒对初学者来说是较困难的，消毒时间长会导致外植体被"杀死"，而时间短又达不到完全消毒，且消毒剂的残留也会影响外植体的生长。另外，由于外植体的表面消毒步骤较多，很容易引起再污染，因此我们认为对初学者来说易于获得无菌苗是十分重要的。 （2）愈伤组织的诱导和试管苗分化周期较短。本实验结果表明，从愈伤组织诱导到完整植株再生只需1个月。 （3）植株分化率高，几乎所有的外植体都能诱导分化出苗。 （4）试管苗的繁殖速度快。将单一的试管苗分割后转入新的培养基上，1周后从其基部长出次生苗，长到一定大小后又产生新的次生苗，这样，2O多天后就可可由一株试管苗产生出100多株。 （5）诱导与分化所需条件简单。诱导培养基中只加IAA，且在一定浓度范围内均有效，分化所需激素也较简单。 2、器官的观察 叶片脱绿后，在低倍或高倍显微镜下可直接观察气孔、表皮毛、维管束等的三维结构。与其他高等植物一样，拟南芥的气孔也是由两个大的保卫细胞构成，在细胞内侧（靠气孔一侧）分布有叶绿体。观察到了不同结构的表皮毛，最多是三叉的，也有极少数是双叉或单叉的。观察维管束发现，叶尖端的纸管束最先分化，越是靠近叶基部的纸管束分化水平越低。 气孔是植物的"口"，是植物与外界进行气体和水分交换的主要通道，通过观察气孔的立体结构有助于了解气孔的开闭机理，进而了解植物对气体和水分交换的调节机理。拟南芥的表皮毛是很特殊的，它是由单细胞构成，它的发育与分化相对简单，是研究高等植物细胞分化调控的极好材料，目前已有2O多种影响表皮毛发育的基因被鉴定出来。本实验中观察到的单叉和双叉表皮毛就有可能是基因突变所引起的，因为三叉是拟南芥表皮毛的正常结构。维管束是高等植物的主要组织之一，它的分化程度可以标志细胞的整体分化水平，叶片脱绿后能够很清楚地看到其维管束，因此通过这种方法可以研究植物细胞的分化。 3.开花的诱导 试管苗在分化培养基生长约2O大，大部分植株的顶端形成花器官，几天内花朵开放。解剖观察，花器官发育正常，每朵花苞各含4枚等片、花瓣和雄蕊及1枚雌蕊，涂片可看到发育良好的花粉粒，有的1OO多个丛生苗的植株上几乎都有花器官形成。 在日照10h条件下，拟南芥只进行营养生长，且其莲座叶生长很快，而在12h条件下培养，其莲座叶不再生长，而是抽苔开花，这说明拟南芥是一种长日照植物。植物开花的决定性因素是日照长短，而与植株的大小没有必然联系，有些植株仅O．5cm高就开花了。拟南芥的花器官诱导所需时间短，开花快，花朵多，因此我们认为它也是高等植物开花诱导实验的好材料。另外，根据报道，拟南芥与矮牵牛的花器官发育调控具有"ABC"理论，即随着花器官基因发生突变，四轮花器官可相互转变，这对研究高等植物花的成因具有十分重要的意义。本文摘自陈玉琨主编《研究性学习多样化模式》丛书少年儿童出版社2002年3月出版