内切核酸酶 V (EndoV) 是一种保守的肌苷特异性核糖核酸酶,其生物学功能未知。在这里,我们介绍了第一个缺乏 EndoV 的小鼠模型,该模型可以生存而没有明显异常。我们表明,内源性鼠 EndoV 可在体外裂解含肌苷的 RNA,尽管如此,一系列实验未能将其体内功能与此类转录本的处理联系起来。由于肝细胞癌 (HCC) 中的肌苷水平和腺苷到肌苷的编辑通常失调,我们在小鼠中化学诱导了 HCC。所有小鼠都患上了肝癌,然而,EndoV − / − 肿瘤明显比野生型肿瘤少且小。与人类 HCC 相反,在我们的模型中,腺苷脱氨酶 mRNA 表达和位点特异性编辑没有改变。 EndoV 的缺失不会影响肝肿瘤中的编辑水平,但是一些癌症相关基因的 mRNA 表达会降低。肌苷也存在于某些 tRNA 中,并且 tRNA 在应激过程中会被切割以产生信号实体。在 EndoV − / − 肝脏中,tRNA 碎片化失调,并且显然不依赖于肌苷。我们推测 EndoV 的肌苷核糖核酸酶活性在体内被禁用,但 RNA 结合可以促进转录本的稳定或蛋白质的募集以微调基因表达。EndoV − / − 肿瘤抑制
扩张蛋白是与植物生长和胁迫反应有关的细胞壁修饰蛋白。在这项研究中,我们探索了拟南芥芽中扩张蛋白的差异定位,重点是Expa1,Expa10,Expa14和Expa15,利用PEXPA :: Expa Transce Fransicational Fusion Lines。采用化学诱导系统POP6/LHGR进行EXPA1过表达和高通量自动表型,我们评估了压力条件下的干旱反应和光合效率。我们观察到了扩张蛋白的不同表达模式,Expa1主要位于气孔后卫细胞中,而Expa10和Expa15在表皮和其他组织中显示出强细胞壁(CW)定位。Expa1的过表达导致与CW相关基因表达的明显变化,尤其是在诱导早期,包括其他扩张蛋白和CW-修饰酶的上调。诱导的Expa1线还显示出芽的显着形态变化,包括较小的植物尺寸,延迟的衰老和血管组织的结构改变。此外,Expa1过表达赋予了干旱耐受性,这是通过增强的光合效率(F V /F M)和低稳态的非光化化学淬灭(NPQ)值在干旱应力下证明的。这些发现突出了Expa1在调节植物生长,发育和压力反应中的关键作用,并在提高农作物中的干旱耐受性方面的潜在应用。
摘要 尽管靶向基因组编辑技术已成为加速功能基因组学的有力反向遗传方法,但由化学诱变剂诱导的传统突变体文库对于植物研究仍然很有价值。含有化学诱导突变的植物是简单而有效的遗传工具,可以在不考虑生物安全问题的情况下种植。突变体个体的全基因组测序减少了突变体筛选所需的工作量,从而提高了它们的实用性。在本研究中,我们对由用 N-甲基-N-亚硝脲 (MNU) 处理单个受精卵细胞而获得的 Oryza sativa cv. Nipponbare 突变体文库成员进行了测序。通过对该突变体文库中的 266 株 M 1 植物进行全基因组测序,我们总共鉴定出 66 万个诱导点突变。这个结果代表了 373 Mb 组装水稻基因组中每 146 kb 基因组序列中有一个突变。这些点突变均匀分布于整个水稻基因组中,超过 70,000 个点突变位于编码序列内。尽管该突变体文库规模较小,但近 61% 的所有注释水稻基因中均发现了非同义突变,8.6%(3248 个基因)的点突变对基因功能有较大影响,例如获得终止密码子或丢失起始密码子。WGS 表明使用水稻受精卵细胞的 MNU 诱变可有效诱导突变,适用于构建用于计算机突变体筛选系统的突变体文库。扩展该突变体文库及其数据库将提供一种有用的计算机筛选工具,以促进功能基因组学研究,特别是针对水稻。关键词:水稻突变体文库、N-甲基-N-亚硝脲 (MNU)、单核苷酸变体 (SNV)、NGS、计算机 TILLING、水稻、全基因组测序、遗传资源
自 1961 年首次发现骨髓来源的多能干细胞以来,干细胞研究取得了长足进步 [ 1 ]。干细胞是一种独特的细胞,能够通过有丝分裂不断复制,从而形成更多的细胞。该过程会产生两种不同的细胞类型:一种会进化为特定细胞类型,另一种则保留自我更新的能力 [ 2 ]。干细胞大致可分为三类:诱导多能干细胞 (iPSC)、胚胎干细胞 (ESC) 和成体干细胞 (ASC) [ 3 ]。由于 iPSC 和 ESC 能够转化为三个胚层:外胚层、中胚层和内胚层,因此它们被归类为多能干细胞 (PSC)。2006 年,Kazutoshi Takahashi 和 Shinya Yamanaka 通过使用病毒载体引入 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc 等特定转录因子,成功将小鼠体细胞转化为 iPSC [ 4 ]。此后,人们使用各种方法将不同类型的小鼠和人类体细胞重新编程为 iPSC [ 5 ]。这种重新编程人类细胞的创新方法引起了科学和医学领域的极大兴趣。iPSC 作为多能细胞来源,为人类 ESC 提供了一种替代方案。诱导多能干细胞的一个显著优势是它们来源于可以非侵入性获得的体细胞。这些细胞携带个体的遗传特征,可以降低免疫排斥的风险 [ 6 ]。现代医学领域对基于 iPSC 的疗法的关注度正在提高。它们在疾病建模、药物筛选和再生医学中的应用正在呈指数级增长 [ 7 ]。iPSC 因其自我更新能力和分化为所有人体细胞类型的能力而在疾病建模中发挥着关键作用。这使得它们成为创建各种疾病模型以供研究的理想选择 [ 8 – 10 ]。患者特异性 iPSC 在制定有针对性的治疗策略和药物开发方面特别有价值。此外,来自正常细胞和患病细胞的 iPSC 可以分化为神经元、肝细胞、心肌细胞等,以评估毒性和副作用,这是治疗分子开发的关键因素 [11]。在再生医学中,iPSC 用于修复或再生受损或退化的组织。这是通过在实验室中从 iPSC 创建器官组织并将其移植到受伤区域来实现的。这种疗法有望用于治疗造血系统疾病、肌肉骨骼损伤、脊髓损伤和肝损伤等疾病 [ 12 – 14 ]。已经开发出各种用于创建 iPSC 的技术,例如使用逆转录病毒或慢病毒进行基因转导和化学诱导。然而,生成 iPSC 的过程通常很慢且效率不高,啮齿动物细胞需要大约 1-2 周,人类细胞需要 3-4 周,成功率通常较低。此外,通过检查菌落形态来评估 iPSC 的质量容易出现人为错误,这是一个重大挑战,在进行进一步的实验或治疗用途之前必须解决这一问题。尽管在提高 iPSC 培养的效率和速度方面取得了进展,但该过程仍然耗费资源,因此需要开发自动化系统以最大限度地减少错误并增强 iPSC 分析。最近,人工智能 (AI) 技术,包括机器学习 (ML) 和深度学习 (DL),已被用于增强再生疗法。这些 AI 驱动方法的实施可以改进
许多人类癌症,包括急性髓样白血病(AML),是由茎和祖细胞突变引起的。免疫表型分析表明,白血病在层次上发展,白血病干细胞中的突变与疾病传播相关并复发1,2。尽管可以使用细胞表面标记来富集白血病,但它们的频率往往是可变且低,遮盖机制,并阻碍有效的疗法3,4。为了定义人类患者的AML干细胞,我们使用旨在保留造血干细胞(HSC)功能的标签跟踪技术对各种白血病进行了功能基因组分析。我们发现,人类AML的传播是由罕见但静止的静态标签细胞(LRC)种群介导的,该细胞(LRC)种群通过当前已知的免疫表型标记逃避检测。我们表明,人类AML LRC静止是可逆的,保留遗传克隆竞争,维持其表观遗传。lrc静止是由以不同的以启动子为中心的染色质和基因表达动力学定义的,并由不同的AP-1/ETS转录因子网络控制,包括JUN,这与疾病持久性和不同患者的化学疗法抗性有关。这些结果能够对人类患者标本中免疫类型的白血病干细胞的前瞻性隔离和功能性遗传操纵,并在白血病发育和耐药性中建立了表观遗传可塑性的关键功能。我们预计这些发现将导致阐明白血病干细胞静止的基本特性,以及为其临床鉴定和控制的治疗策略设计。