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欧阳鑫昊副教授团队开发水稻转录激活元件预测的新方法

日期: 2022-08-16 访问数:

近日,欧阳鑫昊副教授团队在Plant Biotechnology Journal上在线发表了题为“Genome-Wide Prediction of Activating Regulatory Elements in Rice by Combining STARR-seq with FACS”的研究论文。该团队研究人员开发出一种流式细胞荧光分选技术(FACS)与STARR-seq联合使用的新方法,显著提升了水稻转录激活元件预测的准确率,为植物增强子的生物学功能研究提供了新技术。

关于传统的STARR-seq实验方法能否被直接应用于植物系统,前人在水稻和烟草中的研究得出了相反的结论。针对这一问题,研究人员克隆了前人预测的得分较高的增强子,并在水稻原生质体中检测了这些增强子的转录激活活性。研究结果表明传统的STARR-seq实验方法在水稻原生质体体系下是可行的,但研究人员同时发现传统方法存在阳性率偏低的问题(图1)。

图1:传统的STARR-seq可以直接应用到水稻原生质体体系中

(a)验证实验中所用载体的示意图。

(b)对SPE转化的原生质体进行显微荧光观察。

(c)对SPE转化的原生质体进行流式定量。

为了提高预测结果的准确性,研究人员改良了传统的STARR-seq实验方法:一是通过FACS分离出阳性原生质体从而降低了实验的背景噪声;二是减少建库过程中的PCR循环数,排除了重复序列非特异性扩增的干扰,最大限度地保留了全部扩增子用于转录激活元件预测(图2a)。最终,新方法其预测结果的准确性得到显著提升(图2d)。


Figure 4

图2:优化后的STARR-seq实验方法其准确率显著上升

(a)优化版STARR-seq实验方法的示意图。

(b)流式分选前后细胞群的比较。

(c)对FSPE转化的原生质体进行显微荧光观察。

(d)对FSPE转化的原生质体进行流式定量。

(e)传统方法与优化法预测结果的阳性率比较。

该研究提供了一种更为精准的植物增强子捕获技术,丰富了植物增强子鉴定技术,为植物染色质高级结构功能研究提供了新手段。同时,该研究为水稻功能基因组研究开辟了新思路,也为水稻种质资源创制提供了新靶点。

澳门大阳城集团澳门大阳城集团2138网站、细胞应激生物学国家重点实验室欧阳鑫昊副教授为该论文的通讯作者。澳门大阳城集团澳门大阳城集团2138网站博士研究生田伟为该论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金和福建省自然科学基金的资助。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13907

(图/文 欧阳鑫昊课题组)

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