新基因编辑工具SeekRNA面世、古基因组研究揭示玛雅人祭祀仪式细节......六月最新生命科学趣闻丨小因学堂
新基因编辑工具SeekRNA面世
RNA桥 图片来源：Visual Science
《自然》6月26日发表的两篇论文描述了一种新的基因组编辑技术，这种技术能在用户指定的基因组位点插入、倒位或删除长DNA序列，这项技术有望成为这些基本DNA重排的单步法或提供一种更简易的基因组编辑方法。
该方法可能比现有技术更有优势，比如有望进行比后者更精准有效的大规模基因组编辑，以及能够实现基因组的介导重组而不是造成需要修复的断裂。
用于重排基因组中长DNA序列的可编程系统或能成为基因组设计领域的一个有用工具。大规模基因组重排通常由重组酶（催化DNA断裂和重组）或转座酶（将DNA片段从一个位置移动到另一位置）等来完成。如果这些酶可通过编程靶向特定位点，就可能成为有效的基因组编辑工具。
美国马萨诸塞州总医院的Connor Tou和Benjamin Kleinstiver在一篇同时发表的“新闻与观点”文章中写道，该技术“是大规模基因组修饰领域的一次令人欣喜的进步，今后有着许多值得探索的应用”。
文章来源：
《中国科学报 》全文请查看⬇
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/6/525280.shtm
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07552-4
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07570-2
首个近完整黄瓜参考基因组
及多组学综合数据库发布
近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所葫芦科蔬菜遗传育种创新团队在黄瓜基因组学方面取得重要进展，首次完成接近完整的黄瓜参考基因组组装和基因注释，搭建了第一个黄瓜多组学综合数据库。相关研究成果发表在《分子植物（Molecular Plant）》（IF5 year = 21.4）上。
论文发表截图 图片来源：网络
黄瓜（Cucumis sativus L.）是葫芦科（Cucurbitaceae）的重要经济蔬菜作物。黄瓜基因组中有近30 %的区域是由45s rDNA和微卫星等复杂重复序列组成的，这个比例远高于水稻、玉米和西瓜等作物（< 5%），并且受当时测序技术及组装方法的限制，目前广泛使用的华北密刺型（‘ChineseLong’）黄瓜自交系‘9930’参考基因组（CLv3.0版本）仍然有大量未知序列（~130 Mb）和72个缺口；与此同时，这些重复序列也严重影响基因注释的准确度，黄瓜参考基因组质量亟待提高。
CLv4.0和CLv3.0基因组序列比较 图片来源：论文截图
为此，该研究首次采用ONT+HiFi+HiC的策略，获得了仅剩1个缺口的黄瓜参考基因组近完成图（CLv4.0）；基于大规模三代全长和二代转录组数据，构建了接近完整的黄瓜参考转录本数据集（CsRTD1），BUSCO值达99.19%；整合泛基因组、群体变异组、转录组以及核心种质材料信息，搭建了第一个黄瓜多组学数据库Cucumber-DB（http://www.cucumberdb.com/），可为黄瓜功能基因组学和分子育种研究提供全面的共享平台。
黄瓜参考转录本数据集构建及评估 图片来源：网络
黄瓜多组学数据库Cucumber-DB介绍 图片来源：网络
资料来源：科学网
古细菌是人类20亿年前的“微生物祖先”。发表在新一期《细胞》杂志上的一项研究结果，或改写基础生物学教科书：其解释了这些微小的生命形式如何通过消耗和产生氢来制造能量。正是这种简单而可靠的策略，使它们能在地球上一些最恶劣的环境中茁壮成长数十亿年。
人类近年来才开始考虑使用氢气作为能源，但古细菌这样做已有十亿年了。生物技术专家现在有机会从这些古细菌中汲取灵感来生产氢气。澳大利亚莫纳什大学生物医学发现研究所团队成员表示，这一关于地球上最古老生存形式的发现，可能对未来绿色经济领域有重大启示。
此次团队分析了数千种古细菌的基因组以寻找特殊的酶，然后在实验室中生产这些酶并研究它们的特性。他们发现一些古细菌使用了一种不寻常的酶，其被命名为[FeFe]-氢化酶。制造这些酶的古细菌存在于许多极具挑战性的环境中，譬如温泉、油藏和海底深处。
这些氢化酶的存在，一直以来被认为仅限于生命的两个“领域”：真核生物和细菌，现在首次证明它们也存在于古细菌中。它们在形式和功能上非常多样化，不仅有最小的产氢酶，还有最复杂的产氢酶。
新发现使人们更接近于理解包括人类在内的所有真核生物起源这一关键过程。同时，这项研究还表明，这些古细菌有潜力为工业环境中的生物制氢提供简化的解决方案，在向绿色经济过渡方面具有潜在的应用价值。
资料来源：科技日报
《自然》最新：
古基因组研究揭示玛雅人祭祀仪式细节
国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇考古学论文称，一项研究通过对古代个体的DNA分析，发现了玛雅古城奇琴伊察埋葬祭祀仪式的更多细节。研究结果还展示了玛雅地区延续至今的基因传承。
本次研究的卡斯蒂略金字塔(El Castillo)又称库库尔坎神庙，是奇琴伊察最大的建筑之一，其建筑风格反映了其遥远的政治联系。图片来源：Johannes Krause 施普林格·自然
该论文介绍，位于墨西哥尤卡坦州的古城奇琴伊察在古典时期末期(公元800年-1000年)成为玛雅人的主要聚居地。整个遗址中存在大量祭祀仪式的证据，其中，“神圣天坑”是一个有超过200具遗骸的巨坑，但关于其祭祀活动的细节仍不清楚。
本次研究的奇琴伊察重建的石制头骨架(tzompantli)的一部分。图片来源：Johannes Krause 施普林格·自然
考古人员1967年在“神圣天坑”附近发现了一个地下蓄水池或储水室的结构，其中有100多具年轻人的遗骸。在本项研究中，论文第一作者兼共同通讯作者、德国马克斯-普朗克进化人类学研究所Rodrigo Barquera和同事及合作者一起，从其中64个个体身上提取了DNA并进行分析。该研究样本的放射性碳测年结果表明，这个蓄水池在公元七世纪早期至十二世纪中期一直在使用。遗传分析表明，这64个个体全部为男性，其中有25%的人是近亲，包括两对双胞胎。
本次研究的奇琴伊察重建的石制头骨架(tzompantli)的细节。图片来源：Johannes Krause 施普林格·自然
此次研究的遗传分析除了揭示出蓄水池中个体的身份，还通过与现今该地区居民的对比揭示出了基因的延续性。论文作者的研究发现表明，被献祭者来自附近的玛雅社群，而非更遥远的地方。此外，他们还发现了与免疫力相关的基因序列变异，表明该地区在殖民时期可能因传染病(如肠道沙门氏菌感染)的流行发生了适应性变化。
论文作者总结说，他们这项研究结果表明，在“神圣天坑”附近蓄水池遗址所处背景下，当地古玛雅人有其更倾向的献祭方式，这也为该地区人们的遗传史提供了新见解。
资料来源：科技日报
大象打招呼也会叫名字
大象似乎会用个性化的叫声来跟群体中的其他伙伴“打招呼”。对此，美国科罗拉多州立大学的行为生态学家Michael Pardo预感，大象可能像人类一样，会互相起名字，这在非人类动物中十分罕见。
为了找到答案，1986年至2022年间，Pardo和同事在肯尼亚南部的安博塞利国家公园以及该国北部的桑布鲁和水牛泉国家保护区记录了野生雌性非洲草原象及其后代发出的低沉的隆隆声。研究结果6月10日发表于《自然-生态与进化》。
宽吻海豚和橙顶锥尾鹦鹉会通过模仿同伴标志性的叫声来识别对方。相比之下，人类使用的名字与他们所指的人或物没有内在联系。Pardo认为，大象可能也会给对方起名字，因为它们会进行广泛的声音交流，并且拥有丰富的社会关系。
研究人员使用机器学习技术分析了记录的469次隆隆声。该机器学习模型能准确识别这些叫声中27.5%的被叫对象，这比让模型听对照音频时的识别率更高。分析结果表明，隆隆声携带的信息只针对特定的大象。也就是说，大象会用具有个体特异性的叫声呼唤对方，而不是模仿被叫对象发出声音。
接下来，Pardo和同事给17头大象播放了这些叫声的录音，并比较了它们的反应。当大象听到呼叫自己“名字”的录音时，靠近播放器的速度更快，并更容易通过发声来回应。“它们可以通过辨别叫声来判断是否有大象要跟自己对话。”Pardo说。
香港大学的行为和进化生态学家Hannah Mumby表示，这些发现是一个“非常有希望的开始”，尽管目前还需要更多证据来证实大象是否真的会叫对方的名字。她补充说，了解大象的社会关系以及每个个体在群体中的作用，对大象保护工作非常重要。
接下来，研究小组要弄清楚大象是如何在叫声中编码信息的。Pardo说，这将解答一系列其他疑问，比如大象是否能说出地点，甚至用第三人称互相交谈。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41559-024-02420-w
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