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纽约大学生物学家开发了验证基因调控网络的方法

2019-04-07 08:44:55 • 来源：

一个由生物学家和计算机科学家组成的团队已经建立了一个相互作用的网络，以了解植物基因如何协调对氮的反应，氮是一种重要的营养素，也是肥料的主要成这项研究发表在Nature Communications杂志上，提供了一种潜在的框架和更有效的方法，可用于研究任何生物体中广泛的重要途径。

纽约大学生物学家开发了验证基因调控网络的方法

“整个基因组的测序已经改变了生命科学，导致了医学，农业和基础研究的突破，”纽约大学生物系的NIH博士后研究员和该论文的第一作者Matthew Brooks解释说。“现在的挑战是确定生物体编码的基因是如何被调节的，并在允许植物和动物对其环境作出反应的网络中协同工作。”

在纽约大学基因组学和系统生物学中心工作的科学家们专注于基因调控网络，这些网络由转录因子和它们调控的靶基因组成。这些基因调控网络使生物体能够适应波动的环境。

然而，多细胞生物体，其中存在大量转录因子和它们可能调节的靶基因，对于映射所有连接提出了挑战。这些复杂网络中的相互作用的性质难以使用常规方法进行实验验证。

为了克服这些障碍，该团队还包括纽约大学Courant数学科学研究所的研究人员，他们将创新的实验和计算方法结合起来，以表征氮响应的基因网络。该研究以植物拟南芥为主，这是一种用于研究的模式生物，因为它是第一个对其进行全基因组测序的植物。

“所有生物都会改变基因表达以响应营养和发育信号，使它们能够在环境中生存和生长，”纽约大学生物系教授和该论文的资深作者Gloria Coruzzi说。“但是理解和实验验证这些极其复杂的基因调控网络中的相互作用顺序是一项艰巨的任务。我们的方法提供了一种快速揭示和验证这些错综复杂的关系的方法，为工程或品种提供了更高效，更经济的潜在途径，生长植物和作物的无害环境的方法 - 但我们的实验和计算网络步行方法可以应用于生物学，农业或医学的任何系统。“整个植物中一次改变一个基因表达的标准方法，即使是一个单一的转录因子也可能需要几个月的时间，而不是采用标准方法，该小组扩大了基于细胞的技术，使他们能够通过实验确定超过在大约两个月的时间内，33种早期氮响应转录因子与它们调节的靶基因之间有85,000个连接。共有33种转录因子调节植物中88%的氮响应基因。在他们称之为网络行走的方法中，科学家们可以使用这些大量的数据来绘制转录因子从根细胞中的直接基因靶标到植物中的间接基因靶标的路径。

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