高通量筛选技术ENTRAP-seq革新植物基因开关研究
2025-12-19 09:28
来源:劳伦斯伯克利国家实验室
收藏

美国联合生物能源研究所的科学家开发出一种名为ENTRAP-seq的新型高通量筛选技术,能够一次性并行测试数千种植物转录调控因子(即“基因开关”)的活性,将原本耗时数年的研究缩短至数周。这项发表在《自然生物技术》上的研究,为理解和精准改造作物性状开辟了新路径。这是一张叶片细胞的共聚焦显微镜图像。品红色部分是红色荧光蛋白转录报告基因,表明插入该细胞的转录激活因子已激活合成靶基因。绿色部分是靶基因上的绿色荧光标签和附着在细胞核上的磁性标签。

转录调控因子如同控制基因表达的“调光开关”,决定了植物的生长、产量和抗逆性。然而,传统研究方法依赖对整个植物或叶片的分析,效率极低。ENTRAP-seq技术通过农杆菌将携带不同调控因子基因的文库注入植物叶片,使每个植物细胞只接收一种蛋白变体的指令。随后,科学家利用磁性标签分离出活性细胞,并通过测序快速识别出有效的调控因子。

这项技术的效率具有颠覆性。研究团队在开发ENTRAP-seq技术后,仅用几周时间就筛选了350个调控开花时间的蛋白质突变体。项目首席科学家Patrick Shih指出,相比之下,他们团队之前用传统方法研究400个调控因子,耗费了两人两年多的时间。这种高通量能力使得大规模鉴定和设计基因开关成为可能。

该技术与人工智能模型相结合,形成了高效的研究闭环。研究人员先利用AI模型从数千个基因组中预测最具潜力的蛋白质序列,再通过ENTRAP-seq技术快速进行实验验证,生成的数据反过来又能用于训练和改进AI模型。这种“干湿结合”的策略,将极大加速对植物复杂调控网络的解析,为按需设计更高产、更抗逆的作物提供强大工具。

更多信息: 作者:Simon Alamos 等人,标题:《植物细胞中转录调控因子的多重分析》,发表于:《自然生物技术》(2025)。期刊信息: 《自然生物技术》

本简讯来自全球互联网及战略合作伙伴信息的编译与转载,仅为读者提供交流,有侵权或其它问题请及时告之,本站将予以修改或删除,未经正式授权严禁转载本文。邮箱:news@wedoany.com