《自然-生物技术》

新型基因组编辑方法高效产生无转基因植物

德国马克斯·普朗克学会分子植物生理学研究所的Friedrich Kragler团队最新研究通过将野生型枝条嫁接到转基因供体砧木上，在植物中实现了可遗传的无转基因基因组编辑。相关论文1月2日发表于《自然-生物技术》。

据悉，使用成簇规则间隔短回文重复序列CRISPR-Cas9，生成稳定的基因编辑植物系需要漫长的杂交过程，以消除CRISPR-Cas9相关序列并产生无转基因种系。

研究人员通过设计Cas9融合并引导RNA转录本到tRNA样序列来解决无转基因种系产生问题，这些序列将RNA从转基因砧木转移到嫁接的野生型芽（接穗）中并实现可遗传的基因编辑，如野生型拟南芥和芸薹属植物所示。植物移动基因编辑系统能够在一代内产生无转基因后代，而无须转基因消除、培养回收和选择或使用病毒编辑载体。研究人员推测使用嫁接移动编辑系统进行无转基因植物的生成可应用于广泛的育种和植物作物改造。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-022-01585-8

新方法追踪细胞转录历史

美国哈佛大学的Adam E. Cohen研究组取得一项新突破。他们研究出可用于细胞内记录的时间标记磁带。该研究1月2日发表于《自然-生物技术》。

据了解，记录细胞的转录历史将有助于人们更深入了解细胞的发育轨迹和对外部扰动的反应。

研究人员研发出一种工程蛋白纤维，该纤维在生长过程中结合了不同的荧光标记，以存储类似于自动收报机样的历史记录。嵌入式HaloTag报告器结合了内源性染料，从而产生彩色条纹，将每根光纤的生长映射到相应时间。由感兴趣启动子驱动的eGFP标签共表达记录了转录激活的历史。固定样品上的高分辨率多光谱成像可读取细胞历史，并且相对于HaloTag时间戳的eGFP标记插值可提供准确的绝对计时。

研究人员展示了多西环素诱导HEK细胞转录和培养神经元中cFos启动子活化的记录，在12小时的记录中，单细胞绝对精度为30~40分钟。这种基于蛋白质的自动收报机标签设计可应用到不同生理模式的大规模并行单细胞记录中。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-022-01524-7

《自然-遗传学》

饮食压力重塑近亲繁殖果蝇寿命变化遗传结构

美国普林斯顿大学的Julien Ayroles等研究人员合作发现，饮食压力重塑近亲繁殖果蝇寿命变化的遗传结构。2022年12月22日，《自然-遗传学》在线发表了这一成果。

演化理论表明，减少寿命的等位基因应该从基因库中清除，然而几十年的全基因组关联和模式生物研究表明，它们仍然存在。一个潜在的解释是，调节寿命的等位基因只在特定的环境背景下发挥功能。

研究人员将近亲繁殖的果蝇暴露在控制和高糖饮食中，并对超过1万只成年果蝇进行了基因分型，以追踪单个成年果蝇寿命过程中的等位基因频率变化。研究人员确定了数千个与寿命相关的等位基因，这些等位基因与早晚期生命的权衡、晚发型效应和基因型与环境的相互作用有关。

值得注意的是，1/3与寿命相关的遗传变异有环境依赖性影响。研究人员发现，减少寿命的等位基因往往是最近产生的，对高糖饮食有更强的影响，并在野生果蝇种群中显示出选择的特征，与演化不匹配假说相一致。这些结果提供了对寿命变异的高度多基因和背景依赖的遗传结构以及形成这一关键性状演化过程的深入了解。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41588-022-01246-1

人类肺部空间分辨率图谱定义腺体相关免疫微环境特征

英国威康桑格研究所的Kerstin B. Meyer等研究人员合作发现，人类肺部的空间分辨率图谱定义出一个腺体相关的免疫微环境特征。该项研究成果2022年12月21日在线发表《自然-遗传学》。

据介绍，单细胞转录组学能够对人类肺部的细胞类型/状态进行空前的解析，但它们的空间背景却不太明确。

为了（重新）定义肺和气道的组织结构，研究人员使用多组学单细胞/细胞核和空间转录组学深入分析了健康人肺的五个近端到远端位置。利用计算数据的整合和分析，研究人员超越了悬浮细胞的范式，发现了宏观和微观的解剖组织区间，包括上皮、血管、基质和神经束微环境中以前未被命名的细胞类型。研究人员确定了支气管周围的成纤维细胞并将其与肺部疾病联系起来。

重要的是，研究人员发现并验证了气道黏膜下腺体（SMG）中IgA浆细胞的微环境。结果表明，腺体上皮细胞招募B细胞和IgA浆细胞，并通过表达CCL28、APRIL和IL-6促进长期和局部抗体分泌。这种新的“腺体相关免疫微环境”对呼吸系统健康有影响。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41588-022-01243-4