上海交通大学䇹政学者联谊会11月新闻
[ 发布时间 ]:2019-11-10 21:32:51 [ 作者 ]:上海交大莙政项目CTP
第十一期
2019秋季学期䇹政周计划圆满举办!
10月9日晚18:30,2019年秋季䇹政周计划于图书馆主馆分为7个场地举行。六大门类——信息技术类、生农医药类、人文社科类、机械控制自动化类、数理类、能源化工材料类(其中机械控制自动化类和数理类合并会场展示,生农医药类和能源化工材料类分别有A/B两个会场)参与的䇹政立项学生共计60 人,其中 48 人进行课题展示。
厚植爱国情怀,牢记初心使命 |
“两弹一星”元勋杨嘉墀院士诞辰一百周年纪念大会在上海交大举行
2019年是中国第一颗原子弹爆炸成功55周年,在全党深入开展“不忘初心、牢记使命”的主题教育之际,为纪念与传承“两弹一星”精神、厚植爱国情怀,充分发挥榜样示范引领作用、激励交大学子勇担科技创新的时代使命,上海交通大学举行“两弹一星”元勋杨嘉墀院士诞辰一百周年纪念大会。此次会议营造了浓厚的学习氛围,是主题教育与立德树人的一次深度融合,对推动主题教育往深里走、往心里走、往实里走具有重要意义。
上海交通大学教授薛红卫课题组鉴定到一个调控水稻颖壳细胞形态的关键基因
粒形对水稻产量和种子品质具有重要作用。水稻颖壳的长度和宽度决定种子的粒形,目前已经鉴定了多个调控粒型的因子,研究表明转录调控、翻译后调控、激素信号等通过影响细胞分裂或细胞延伸调控了水稻粒形,但是在细胞层面对颖壳细胞形态调控的机制让了解较少。
作为细胞骨架的重要构成成分,微管在细胞形态调控方面具有重要作用。利用拟南芥的研究证明微管结合蛋白 (microtubule-associated protein, MAP)参与了细胞形态的调控,但是否可以通过调控颖壳细胞的微管排列方式进而调控作物种子形态,目前尚无相关报道。
近日,薛红卫课题组与合作者在国际期刊Plant Biotechnology Journal 在线发表了题为“Rice microtubule-associated protein IQ67-DOMAIN14 regulates rice grain shape by modulating microtubule cytoskeleton dynamics”的研究论文,鉴定了一个重要的微管调控蛋白OsIQD14,其通过影响微管动态变化进而调控颖壳细胞形态及种子形态。
微管结合蛋白OsIQD14在颖壳细胞高表达,并被生长素诱导。其缺失突变体iqd14-C 的种子变短变宽(千粒重明显增加),而过量表达材料的种子表现为细而长。OsIQD14定位于周质微管,通过影响微管延伸和收缩 调控微管排列方式,进而导致细胞形态改变。钙调蛋白Calmodulin以钙依赖的方式结合OsIQD14进而调控OsIQD14的蛋白活性,提示钙信号在微管排列方式变化中起重要作用。该研究不仅鉴定了一个调控水稻颖壳细胞形态进而影响水稻粒形的重要基因,也表明调控微管动态变化及排列可以作为水稻粒形调控的重要靶点,为作物育种提供了新的策略。
上海交大生命学院研究员杨广宇在酶定向进化的超高通量筛选领域获进展
近日,Science Advances在线刊登了上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室研究员杨广宇在岩藻糖基转移酶定向进化方面的最新研究进展“Directed evolution of an α1,3-fucosyltransferase using a single-cell ultrahigh-throughput screening method”。博士生谭玉萌和助理研究员张勇为并列第一作者,杨广宇为通讯作者。
岩藻糖基化是生物体内一类常见的糖基化修饰,在血型决定、免疫调控、神经发育以及肿瘤发生等生理过程中均发挥着重要作用。含岩藻糖的糖链结构不仅可以作为肿瘤诊断的关键分子标记,或作为潜在的抗肿瘤糖疫苗药物,或作为益生元广泛应用于婴儿配方奶粉、功能性食品、食品添加剂以及保健药品等领域。自然界的岩藻糖基化反应由岩藻糖基转移酶(Fucosyltransferases, FucTs)催化,但催化活性通常较低,极大的限制了岩藻糖类的大规模应用。
酶定向进化技术是指通过在实验室模拟自然进化的过程,进而有效改善酶的性能。由于其在酶工程领域的重要作用,定向进化技术获得了2018年诺贝尔化学奖。由于岩藻糖基转移酶的反应难以用常规实验方法进行高通量筛选,对这类酶的定向进化改造一直没有取得突破。该研究组巧妙的利用了细胞膜表面的半乳糖透酶(LacY基因)对底物及糖基化产物通透性的差异,建立了可以利用流式细胞仪在单细胞层面对FucTs进行活性检测的FACS筛选体系,速度达到每小时107个克隆以上,一举打破了这类酶的筛选瓶颈。研究组证明了这一系统可作为一种通用的筛选工具,用于α-1,3-岩藻糖基转移酶、α-1,2-岩藻糖基转移酶,以及岩藻糖苷酶的转糖苷活性等糖基化反应的定向进化中。
为验证这一体系的有效性,研究组对来源于幽门螺杆菌的α-1,3-岩藻糖基转移酶(FutA)进行了定向进化,成功获得了目前国际报道催化效率最高的突变体,为岩藻糖苷类产品的生物合成提供了高效的催化剂。重要的是,他们通过解析突变酶M32的晶体结构,揭示了突变体功能改变的催化机制,发现突变体α2 Helix的S45突变成F45后,与周围的芳香族氨基酸残基W33和W34形成了独特的“夹钳”结构,将受体底物牢牢的固定在底物结合口袋内,从而使得酶与底物的亲和力提高;并通过分子动力学模拟发现了α5 Helix铰链区D127N、R128E及H131I的三个氨基酸残基的电荷突变促进域间的相对运动变化,提出了动态铰链弯曲运动引发域间运动模型,为揭示GT-B型糖基转移酶的调控机制及进一步的分子改造提供了线索。
该研究建立了首个针对岩藻糖基化酶的单细胞超高通量筛选技术平台,解析了GT-B型糖基转移酶催化调控的机制,为其它糖基转移酶的分子改造提供了重要的工具和指导,有望促进糖生物技术领域的进步和重要寡糖产品的生物催化产业发展。
该研究项目获得国家自然科学基金(21627812, 31670791及31470788)的资助。