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基因的双链上如何跑火车?

英国牛津大学Peter R. Cook教授来校讲述“基因转录工厂”的奥秘

核心提示: 基因的双链上如何跑火车?基因的折叠和转录是如何实现的?8月17—20日,应我校信息学院李国亮教授邀请,英国牛津大学Peter R. Cook教授来校进行了为期4天的学术交流,就基因转录工厂,作了数场精彩报告。

南湖网讯(通讯员  洪萍)8月17—20日,应我校信息学院李国亮教授的邀请,英国牛津大学Peter R. Cook教授来校进行了为期4天的学术交流。Peter R. Cook教授是“基因转录工厂”(transcription factory)概念的提出者,在基因转录调控、基因组结构等方面有深厚的造诣。

8月17日上午,Peter R. Cook教授做客“信息逸站”,在信息学院C314会议室作了题为“Transcription factories: genome organization(physical aspects)”和“Transcriptionfactories: gene regulation(biological aspects)”两场报告。会议由信息学院院长张红雨教授主持。报告吸引了信息学院、动科动医院、理学院等多个院系的师生前来聆听,现场火爆异常,部分师生不得不站在会议室门口听取报告。第一个报告,Peter R. Cook教授从基本物理概念入手,用小球(bead)表示基因组上的片段,用线(string)将小球串起来表示基因组,又将基因组简化为“串珠”(bead string)模型,Peter R. Cook教授表示,通过简单的蛋白与DNA互作假设,可在计算机中模拟出染色质互作和基因组三维结构形成的可能过程,其结果和荧光原位杂交实验的结果非常相似,这就从宏观上解释了维持基因组三维结构的相关因素。由于报告精彩,大家拒绝了中间休息的建议,迫不及待地想进一步深入了解结构和功能是如何结合在一起的。

随后第二个报告,PeterR. Cook教授生动形象地以“火车”表示RNA聚合酶,以“铁路”的轨道表示DNA双链,这样,基因转录过程中的RNA聚合酶相对于DNA双链移动,就相当于火车在铁轨上跑动,让大家更好理解了基因转录过程。而整个基因转录过程,是在转录工厂(transcription factory)中完成的,这样更有效率,更节省能量,就像社会生活中汽车是在工厂生产一样。在转录工厂中,多个基因可同时转录,形成不同的基因组三维结构。该理论可以解释现在的很多生物学新发现,比如拓扑结构域(topologically-associated domains, TADs)、绝缘子、沉默子等。会后,在场师生与PeterR. Cook教授展开热烈交流,对转录工厂的概念和应用进行了深入的探讨。

在随后的访问交流中,Peter R.Cook教授参观了我校作物遗传改良国家重点实验室,和信息学院、动科动医学院多位研究人员进行了深入交流。各位老师分别介绍了自己的研究课题,包括三维基因组学、表观遗传学等,三维基因组学课题组的部分研究生向Peter R. Cook教授展示了自己的课题研究进展。Peter R. Cook教授针对课题中的不足和亮点,与各位老师和同学们进行了充分有趣的探讨,并对相关研究给出了中肯的意见和建议。

此次华农访问,我校“两湖一山”的得天独厚的自然环境给Peter R. Cook教授留下了深刻印象,他也对我学校的科学研究氛围给予了赞赏,并对我校学者在作物方面的研究表示浓厚的兴趣,他希望今后双方能够多联系,多交流,以期看到转录工厂概念在作物研究中的更多成果出现。

审核人:李国亮

人物介绍

Peter R. Cook教授在牛津大学获得博士学位,曾在英国皇家学会(依托牛津大学The Sir William Dunn病理学院)做以Stothert冠名的博士后研究,然后在Dunn病理学院担任各种职务,包括细胞生物学讲师、高级讲师和EP 亚伯拉罕教授等。在此期间,他也是布列斯诺斯学院管理团队的成员(作为初级和高级研究员)和林肯学院(作为教授级研究员)成员。Peter研究的最终目标是阐明人类基因组是如何“折叠”的,以及这些折叠如何决定功能。为此,他的研究团队采用了多学科的方法,其中包括分子学分析(包括高通量测序和蛋白质组学)、高分辨率成像、基于并行超级计算机的数学建模等。其团队主页地址:http://users.path.ox.ac.uk/~pcook/index.html

责任编辑:柏佳曼