福建农林大学研究团队揭示基因“开关”演化新规律
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记者3月25日从福建农林大学获悉，由该校教授朱方捷领衔的研究团队通过高通量解析40个MYB家族转录因子的DNA序列特异性，阐明了起源于共同祖先的转录因子在进化中实现相互功能区分的新机制，并鉴定出调控菌草纤维素合成的关键MYB因子。该成果为解决高等动植物研究中，困惑已久的转录因子“特异性悖论”问题提供了全新见解，有望加快菌草在新能源新材料领域的应用，于近日发表于国际期刊《宏》与《国际分子科学》上。
据介绍，转录因子是一类控制基因“开关”的蛋白质，其可识别、结合特定的DNA序列，读取各基因附近的DNA“密码”，并转换成基因表达水平的调控信息。转录因子是决定细胞命运的关键，也是细胞重编程、再生医疗、农业育种的重要靶标。高等动植物的基因组在进化中经历了多次复制事件，产生了大量来源于共同祖先，识别的DNA序列极为相似的转录因子。但令人费解的是，这些转录因子所结合、调控的靶标基因，以及所行使的生理功能却可能截然不同，这一现象被称为“特异性悖论”。
“我们的研究发现，虽然许多转录因子单体识别的DNA序列极其相似，但形成同源二聚体后，则可识别各自独特的DNA序列，这种机制可解释进化史中起源于共同祖先、高度相似的旁系同源转录因子，如何逐步产生功能分化，进而增加高等动植物机体的复杂性与环境适应性。”朱方捷说。
福建农林大学整合该校海峡联合研究院，以及国家菌草工程技术研究中心两大优势平台，实现了基础科研与产业转化的高效衔接。“本次研究的MYB家族转录因子是调控木质纤维素合成的重要因子，决定着菌草的重要农艺性状与生产加工性能，如作为生物质材料的力学性能、作为生物质新能源的效能等。团队也鉴定到了调控菌草纤维素合成的关键MYB因子。”朱方捷说，这一成果将促进中国特色的“幸福草”——菌草开拓新能源新材料领域的应用，同时也表明转录因子同源二聚体识别的非编码DNA序列，可作为动植物种质创新中的精准育种靶标。
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