AI方法助力酶活性預測；利用 CRISPR 精準編輯提升農桿菌

快報摘要 - Wrap Up

科｜技｜突｜破

Science Breakthrough

PBJ ：利用環介導等溫擴增和重組酶聚合酶擴增技術現場檢測植物病毒｜

分子快檢

PBJ：利用 CRISPR 精準編輯提升農桿菌介導的植物遺傳轉化效率｜

基因編輯

Nat Catal ：AI 設計助力酶活性預測｜

AI設計

PBJ：作物中殺蟲劑轉運蛋白基因的挖掘｜

基因挖掘

Nat Rev Microbiol：諾獎得主 Doudna 發表基因組編輯酶結構生物學進展｜

基因編輯

Plant Com：奈米材料實現植物體內高效遞送｜

奈米遞送

Nat Com：植物調控組學綜合分析平臺 ChIP-Hub｜

生物資訊

Chemical Science：無標記質譜篩選賦能新酶活定向進化｜

酶工程

Science：首個作物高溫感受器揭示水稻高溫抗性和葉綠體蛋白降解新機制｜

基因挖掘

科｜技｜突｜破

PBJ ：利用環介導等溫擴增和重組酶聚合酶擴增技術現場檢測植物病毒｜分子快檢

農作物易受多種病毒病原體感染，大多數對於病毒的檢測分析需要實驗室具有先進的裝置和技術技能。近日，阿卜杜拉國王科技大學團隊簡要地介紹了檢測病毒的傳統方法，並研究用於檢測病毒的各種等溫分析方法—

環介導等溫擴增(LAMP)及重組酶聚合酶擴增（RPA）

。這些方法可用於作物抗病種質資源的篩選，並作為研究流行病學和預測病害暴發的工具。未來在現場檢測病毒方面應集中於開發負擔得起、具有成本效益和可靠的分析方法。

原文連結：

https：//doi。org/10。1111/pbi。13871

PBJ：利用CRISPR 精準編輯提升農桿菌介導的植物遺傳轉化效率｜基因編輯

根瘤桿菌廣泛應用於植物的基因轉化。基於此跨界基因轉移能力，農桿菌成為研究細菌 DNA 匯入和整合到植物基因組機制的重要工具和模型系統。近期，愛荷華州立大學王侃團隊採用

CRISPR RNA 引導的農桿菌基因組工程整合酶系統

，證明了透過 Guide RNA-Assisted TargEting 插入轉座因子可以有效地產生 DNA 插入，從而實現靶向基因敲除。本研究為改良農桿菌種類及其基因敲除提供了新的基因工程策略。

原文連結：

https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/epdf/10。1111/pbi。13872

Nat Catal ：AI 設計助力酶活性預測｜AI設計

零散的實驗測量和不可忽略的實驗誤差會在很大程度上限制酶活引數的獲取，進而無法進行系統性地分析及進一步去理解酶的進化等。在資料驅動下，深度學習在探索化學空間、預測基因表達、酶號預測、生物合成途徑挖掘等方面都有很好的應用。近日瑞典查爾姆斯理工大學 Jens Nielsen 團隊發表的研究提供了一個可以

大規模預測酶活性引數的深度學習模型

。該模型僅依賴於蛋白序列和酶底物資訊即可進行高效準確地預測，並可針對任意物種進行預測，可作為系統生物學和合成生物學領域中酶評價的重要計算工具。研究中提出的

基於深度學習和貝葉斯的新一代酶約束模型構建方法

，驗證了將新型模型大規模推廣到非模式生物的可能性，極大地推動了代謝模型領域的發展。

原文連結：

https：//www。nature。com/articles/s41929-022-00798-z。pdf

PBJ：作物中殺蟲劑轉運蛋白基因的挖掘｜基因挖掘

如果施用的農藥能精準積累分佈在病蟲害危害部位，則可以顯著提高農藥利用率，實現智慧、精準、輕簡、和諧的植物保護。近日，華南農業大學徐漢虹團隊研究克隆了噻蟲嗪高效利用吸收轉運蛋白基因 OsATL15，並對其潛在的分子機制和應用價值進行初步探究。該成果開創性地從農藥與作物互作角度提高

農藥對靶傳遞效率

，為以農藥高效利用為目標性狀的水稻

分子設計育種

提供了重要的研究思路和基因資源。

原文連結：

https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/abs/10。1111/pbi。13869

Nat Rev Microbiol：諾獎得主 Doudna 發表基因組編輯酶結構生物學進展｜基因編輯

CRISPR-Cas 系統

提供對外來移動遺傳元件的抵抗力，並具有廣泛的基因組編輯和生物技術應用。近日，加州大學伯克利分校 Jennifer A。 Doudna 聯合研究在理解酶的分子結構和機制方面取得的最新進展，探索 CRISPR-Cas 功能的適應性和干擾方面，以及關於負責

基因組靶向的分子機制

的開放性問題。該綜述討論 CRISPR-Cas 系統的進化和結構多樣性如何解釋它們作為基因組編輯工具的功能複雜性和實用性。

原文連結：

https：//www。nature。com/articles/s41579-022-00739-4

Plant Com：奈米材料實現植物體內高效遞送｜奈米遞送

奈米技術

在作物高效生產和農業應用上潛力巨大，將目標

奈米材料高效的遞送

到植物體內或者作用部位是實現其生物學效應的第一步。近日，華中農業大學吳洪洪課題組較系統地從整體植株水平和單個細胞水平上論述了影響奈米材料在植物體內高效遞送和轉運的屏障或因素。研究從設計並控制奈米材料特性以服務於奈米農業的角度出發建議：特異性地從頭設計特性可控的環境友好型農業奈米材料及師法自然，以開發環境友好型農業奈米材料。

原文連結：

https：//doi。org/10。1016/j。xplc。2022。100346

Nat Com：植物調控組學綜合分析平臺 ChIP-Hub｜生物資訊

建立

植物調控基因組參考圖譜

將為作物遺傳精準改良提供重要的資源。近日，南京大學陳迪俊課題組採用 ENCODE 計劃推薦的資料分析標準，對來自世界各地不同實驗室的資料進行人工註釋並統一分析處理並系統評估資料質量，將資料資源和分析結果整合到

ChIP-Hub 線上資料庫

中，共收集了超過

40 個物種

，總量

大於 10,000 套植物調控組學資料。

該研究幫助植物科研學者快速定位植物基因組上潛在的調控元件，提供了便利的資訊檢索和資料分析視覺化平臺，為作物精準改良提供了寶貴的參考資源。

原文連結：

https：//doi。org/10。1038/s41467-022-30770-1

Chemical Science：無標記質譜篩選賦能新酶活定向進化｜酶工程

目前

質譜篩選

在酶定向進化中的應用有限，主要是檢測樣品進入質譜儀之前步驟耗時，限制質譜篩選的通量。近日，中科院司同課題組聯合中國醫學科學院楊兆勇課題組並依託深圳合成生物研究重大科技基礎設施，開發了

無標記質譜篩選技術

，應用於環二肽合酶的定向進化改造，快速得到 F186L 突變體催化合成野生型天然酶無法產生的新二酮哌嗪分子。該研究在新催化活性發現這一工程目標方面進行了概念性驗證。

原文連結：

https：//doi。org/10。1039/D2SC01637K

Science：首個作物高溫感受器揭示水稻高溫抗性和葉綠體蛋白降解新機制｜基因挖掘

目前關於植物抵抗極端高溫的

溫度感受器

還未曾被報道過。近日中科院上海交通大學團隊合作，研究成果首次揭示在一個控制水稻抗熱複雜數量性狀的基因位點（TT3）中存在由兩個拮抗的基因組成的遺傳模組調控

水稻高溫抗性的新機制和葉綠體蛋白降解新機制，

發現了第一個潛在的作物高溫感受器。

原文連結：

https：//www。science。org/doi/10。1126/science。abo5721