《科学》

全球城市环境变化驱动白车轴草适应性

加拿大多伦多大学Marc T. J. Johnson等研究人员发现，全球城市环境变化驱动白车轴草的适应性。相关论文3月17日发表在《科学》杂志上。

通过对全球160个城市的6169个种群的110019株白三叶草进行取样，研究人员评估了城市环境变化是否会推动平行演化。研究人员对植物进行了孟德尔抗食草动物防御的检测，这种防御也影响到对非生物压力的耐受性。在全世界47%的城市中，城乡梯度与防御方面的渐变群演化有关。干旱压力和植被覆盖的环境变化解释了渐变群强度的变化，这些变化在不同的城市中是不同的。

对26个城市的2074个基因组进行测序后发现，城乡接合部的演化最好用适应性演化来解释，但城市之间的平行适应程度不同。这些结果表明，城市化在全球范围内导致了适应性。

据悉，城市化以改变生物演化的方式改变了环境。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abk0989

直接观察果蝇生态时间尺度适应性

美国宾夕法尼亚大学Paul Schmidt和Seth M.Rudman以及斯坦福大学Sharon I.Greenblum课题组合作取得最新进展。他们对果蝇进行了生态时间尺度适应性追踪的直接观察。3月18日出版的《科学》杂志发表了这项成果。

他们追踪了从夏季到晚秋的10代黑腹果蝇10个重复田间种群中，与健康相关的表型和全基因组等位基因频率的演变。适应在每个采样间隔（一到四代）中都很明显，在许多独立位点具有异常快速的表型适应和大的等位基因频率变化。适应性反应的方向和基础随着时间的推移反复变化，与强烈且快速波动的选择作用一致。总体而言，他们发现了与环境变化同时发生的自适应追踪的明确表型和基因组证据，从而证明了适应的时间动态性质。

据介绍，直接观察响应自然环境变化的进化可以解决有关适应的基本问题，包括其速度、时间动态以及潜在的表型和基因组结构。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj7484

《自然》

T细胞增殖合成驱动因素的基因组规模筛选

美国纽约大学Neville E. Sanjana、Mateusz Legut等研究人员合作实现T细胞增殖合成驱动因素的基因组规模筛选。相关论文3月16日在线发表于《自然》杂志。

研究人员通过过表达大约12000个编码的人类开放阅读框架（ORF）来确定了T细胞功能的正向调节因子。排名靠前的基因增加了原代人类CD4+和CD8+ T细胞的增殖和激活，以及它们分泌的关键细胞因子，如白细胞介素-2和干扰素-γ。此外，研究人员开发了单细胞基因组学方法OverCITE-seq，对ORF工程化T细胞的转录组和表面抗原进行高通量量化。排名第一的ORF-淋巴毒素-β受体（LTBR）-通常在骨髓细胞中表达，但在淋巴细胞中不存在。

当在T细胞中过量表达时，LTBR诱导了深刻的转录和表观基因组重塑，导致T细胞效应功能的增加，并通过经典NF-κB途径的组成性激活，在慢性刺激环境中抵抗衰竭。LTBR和其他高等级的基因改善了嵌合抗原受体T细胞和γδT细胞的抗原特异性反应，突出了它们在未来癌症诊断疗法中的潜力。这些结果为通过诱导合成细胞方案改善下一代T细胞疗法提供了几种策略。

据了解，自体患者T细胞用于采用细胞疗法的工程已经彻底改变了几种类型癌症的治疗方法。然而，还需要进一步改进以提高反应和治愈率。基于CRISPR的功能缺失筛查仅限于T细胞功能的负面调节因子，并且由于基因组的永久性修改而引起安全问题。

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1038/s41586-022-04494-7

《自然—遗传学》

面包小麦长序列基因组测序有助抗病基因克隆

沙特阿卜杜拉国王科技大学Simon G. Krattinger和南非斯泰伦博斯大学Renée Prins合作，揭示了面包小麦基因组长序列测序有助于抗病基因的克隆。该项研究成果日前在线发表于《自然—遗传学》。

在这里，研究小组通过结合高保真长读长、光学作图和染色体构象捕获，生成了南非面包小麦栽培品种Kariega的14.7G染色体级组装。由此产生的染色体组装比之前的小麦组装多了接近一个数量级。Kariega对毁灭性的真菌条锈病具有持久的抵抗力。研究人员确定了编码细胞内免疫受体的种族特异性疾病抗性基因Yr27是这种抗性的主要贡献者。Yr27与叶锈病抗性基因Lr13是等位基因且Yr27和Lr13蛋白具有97%的序列一致性。

研究结果证明了产生染色体规模的小麦组装以克隆基因的可行性，并举例说明了单拷贝基因的高度相似等位基因可赋予对不同病原体的抗性，这可能为未来设计具有多重识别特异性的Yr27等位基因提供了基础。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41588-022-01022-1