摘要 CRISPR/Cas9 基因编辑彻底改变了利什曼病的病原体利什曼原虫的功能丧失实验。然而,由于利什曼原虫缺乏功能性非同源 DNA 末端连接途径,因此获得无效突变体通常需要额外的供体 DNA、选择与药物耐药性相关的编辑或耗时的克隆分离。因此,目前无法在不同条件下和多种利什曼原虫物种中进行全基因组功能丧失筛选。在这里,我们报告了一个克服这些限制的 CRISPR/Cas9 胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 工具箱。我们利用利什曼原虫中的 CBE 通过将胞嘧啶转化为胸腺嘧啶来引入终止密码子,并创建了用于动基体中 CBE 引物设计的 http://www.leishbaseedit.net/。通过报告基因检测以及针对 L. mexicana 、 L. major 、 L. donovani 和 L. infantum 中的单拷贝和多拷贝基因,我们展示了该工具如何通过仅表达一个单向导 RNA 来有效生成功能性无效突变体,在非克隆群体中达到高达 100% 的编辑率。然后,我们生成了针对利什曼原虫优化的 CBE,并成功地针对质粒文库传递的 L. mexicana 中的功能丧失筛选中的必需基因。由于我们的方法不需要 DNA 双链断裂、同源重组、供体 DNA 或克隆分离,我们相信这首次使通过质粒文库传递在利什曼原虫中进行功能性遗传筛选成为可能。
直到 2015 年,阐明利什曼原虫蛋白质功能的功能丧失研究都依赖于通过同源重组进行基因破坏。随后,CRISPR/Cas9 革命影响到了这些原生动物寄生虫,只需一轮转染即可实现有效的基因组编辑。此外,LeishGEdit 的开发(一种基于 PCR 的工具包,用于使用 CRISPR/Cas9 生成敲除和标记系)使基因组编辑更加直接有效。在此系统中,质粒 pTB007 被递送至利什曼原虫,在 b-微管蛋白基因座中进行游离表达或整合,并稳定表达 T7 RNA 聚合酶和 Cas9。在南美洲,尤其是在巴西,利什曼原虫 (Viannia) braziliensis 是皮肤利什曼病最常见的病原体。与利什曼原虫相比,L. braziliensis b-微管蛋白基因座表现出显著的序列差异,这阻碍了 pTB007 的有效整合和 Cas9 的稳定表达。为了克服这一限制,pTB007 中存在的 L. major b-微管蛋白序列被利什曼原虫 (Viannia) b-微管蛋白保守序列取代,从而产生了 pTB007_Viannia 质粒。这一修改使 pTB007_Viannia 盒式磁带成功整合到 L. braziliensis M2903 基因组中,并且计算机预测表明这也可以在其他 Viannia 物种中实现。通过敲除鞭毛蛋白 PF16 来评估 Cas9 的活性,这导致这些转染子中出现不动表型。内源性PF16也成功被mNeonGreen标记,并采用基因座互补策略将PF16基因的C端标记拷贝返回到原始基因座,从而恢复游泳能力。
14:40 “山金车酊剂对人类皮肤利什曼病有效:一种治疗这种媒介传播疾病的新型药物,没有毒性或生态毒理学影响” Thomas J. Schmidt,德国明斯特大学
利什曼病是一种由利什曼原虫属的原生动物寄生虫引起的传染病,目前尚无获批的人类疫苗。感染以物种特异性的方式定位到不同的组织,由杜氏利什曼原虫和婴儿利什曼原虫引起的内脏疾病对人类最为致命。尽管利什曼原虫属寄生虫主要在细胞内,但可以通过给狗接种婴儿利什曼原虫前鞭毛体培养物分泌产物的复杂混合物来预防内脏疾病。由于细胞外寄生虫蛋白可直接与疫苗诱导的宿主抗体接触,因此它们是良好的亚单位疫苗候选物,因此我们在此尝试发现对体外生长和宿主感染至关重要的蛋白质,目的是确定亚单位疫苗候选物。通过对杜氏利什曼原虫基因组进行计算机分析,我们确定了 92 个编码蛋白质的基因,这些蛋白质预测会通过单个跨膜区或 GPI 锚点分泌或外部锚定在寄生虫膜上。通过选择一种同时表达荧光素酶和 Cas9 核酸酶的转基因杜氏利什曼原虫,我们系统地尝试通过 CRISPR 基因组编辑靶向所有 92 个基因,并确定了体外生长所需的四个基因。对于 55 个基因,我们用每种突变寄生虫感染了小鼠群,并通过使用生物发光成像纵向量化寄生虫血症,结果显示 9 个基因有减毒感染的证据,尽管所有基因最终都建立了感染。最后,我们将两个基因表达为全长可溶性重组蛋白,并在小鼠临床前感染模型中将它们作为亚单位疫苗候选物进行测试。这两种蛋白质都对脾脏感染的不受控制的发展产生了显著的保护作用,值得进一步研究作为针对这种致命的热带传染病的亚单位疫苗候选物。
细胞处理信息的能力目前用于设计基于细胞的工具,用于生态,工业和生物医学应用,例如检测危险化学物质或生物修复。在大多数应用中,单个单元格被用作信息进程单元。但是,单细胞工程受到必要的分子综合性和伴随的合成回路代谢负担的限制。为了克服这些局限性,合成生物学家已经开始工程多细胞系统,将细胞与设计的亚功能结合在一起。为了进一步推进合成多细胞系统中的信息处理,我们介绍了储层计算的应用。储层计算机(RCS)通过带有基于回归的读数的固定规则动态网络(储层)近似时间信号处理任务。重要的是,RCS消除了网络重新布线的需求,因为可以使用相同的储层近似不同的任务。预见的工作已经证明了单细胞和神经元种群充当储层的能力。在这项工作中,我们在多细胞种群中扩展了储层计算,并具有基于扩散的细胞间信号传导的广泛机制。作为概念验证,我们模拟了由3D通过扩散分子通信的细胞社区制成的储层,并将其用于近似二进制信号处理任务,重点介绍了两个基准功能 - 从二进制输入信号中分配中位数和平等功能。我们证明了基于扩散的多细胞储层是一种可行的合成框架,用于执行复杂的时间计算任务,该框架比单个单元格储层提供了计算优势。我们还确定了许多可能影响这些处理系统计算性能的生物学特性。
距离以下地点: 杜勒斯国际机场 .................................................. 7 英里 劳登地铁站 .................................................. 3.5 英里 弗吉尼亚州利斯堡 .............................................................. 11 英里 弗吉尼亚州雷斯顿 .............................................................................. 10 英里 泰森斯角 .............................................................................. 16 英里 弗吉尼亚州 7 号公路 ...................................................................... 4 英里 弗吉尼亚州 28 号公路 ...................................................................... 2.5 英里 弗吉尼亚州 267 号公路 (杜勒斯绿道) ............................................. 1.5 英里 华盛顿特区 ...................................................................... 25 英里
世界卫生组织(WHO)已列出了二十种热带疾病为被忽视的热带疾病(NTDS)。这些热带疾病被称为“被忽视”,原因有三个主要原因:1)这些疾病在全球范围内广泛存在(被忽视?)社会部分; 2)尽管NTD每年引起的死亡率,发病率,残疾和健康差异的总数远远超过所谓的精英疾病,例如癌症,糖尿病,糖尿病,人体免疫病毒/获得性易于治疗综合征(HIV/AIDS),但不接受NTD的疾病,或者接受了NTD的治疗方法,但人为免疫智能率综合征(HIV/AIDS),或医疗保健专业人员或非政府组织(NGO); 3)由于不足的资金(可忽略不计),该领域的药物开发研究范围很小,并且由于不明显的是,药物巨头对按时开发有效的NTD药物不感兴趣。开发新的和新颖的药物来抗击这些热带疾病,以延长受NTD影响的社会经济剥夺者的寿命和生活方式,这是极大挑战的(图1)。本研究主题的主要目标是阐明三个主要NTD的全球情况(疾病的当前状态,治疗选择和最近的药物开发工作),即。chagas病(美国锥虫病),人类非洲锥虫病(HAT)和利什曼病。该研究主题包含三个评论和七篇研究文章。大自然可以是利什曼尼剂化合物的绝佳来源。)。一份深入的综述总结了各种原油提取物和针对前抗物剂和amastigote(细胞内和轴突)形式的孤立化合物的利什曼尼尔活性(Gervazoni等人。不同类别的化合物(例如生物碱,萜类化合物,烟碱,香豆素,奎因酮及其各自的生物合成途径)的利什甘脉活性在2000年至2020年之间发表。在本综述中也讨论了各种天然化合物的作用机理(如果已知)。
14:40 “山金车酊剂对人类皮肤利什曼病有效:一种治疗这种媒介传播疾病的新型药物,没有毒性或生态毒理学影响” Thomas J. Schmidt,德国明斯特大学