摘要 在空间和时间上调节基因活性的能力对于研究发育过程中以及胚胎后过程和疾病模型中的细胞类型特异性基因功能至关重要。Cre/lox 系统已广泛用于对斑马鱼的基因功能进行细胞和组织特异性条件分析。然而,缺乏简单有效的分离稳定的 Cre/lox 调控斑马鱼等位基因的方法。在这里,我们应用了我们的 GeneWeld CRISPR-Cas9 靶向整合策略来生成可提供强大条件失活和拯救的 floxed 等位基因。通用靶向载体 UFlip 具有用于克隆位于 floxed 2A-mRFP 基因陷阱两侧的短同源臂的位点,被整合到 rbbp4 和 rb1 的内含子中。 rbbp4 off 和 rb1 off 整合等位基因导致强烈的 mRFP 表达、内源基因表达减少 99% 以上,并重现已知的 indel 功能丧失表型。Cre 的引入导致 floxed 盒的稳定倒位、mRFP 表达的丧失和表型挽救。rbbp4 on 和 rb1 on 整合等位基因与功能丧失突变相结合不会引起表型。Cre 的添加通过盒的稳定倒位、基因捕获和 mRFP 表达以及预期的突变表型导致条件性失活。神经祖细胞 Cre 驱动器用于条件性失活和表型拯救,以展示如何在特定细胞群中使用这种方法。这些结果共同验证了一种在斑马鱼中有效分离 Cre/lox 反应条件等位基因的简化方法。我们的策略为生成基因嵌合体提供了一种新的工具包,并代表了斑马鱼遗传学的重大进步。
尽管 CRISPR-Cas9 是基因治疗发展的关键,但其潜在的脱靶突变仍然是一个主要问题。在这里,我们建立了一种“间隔缺口”基因校正方法,将 Cas9 D10A 切口酶与一对相距 200 到 350 bp 的 PAM-out sgRNA 相结合。结合腺相关病毒 (AAV) 血清型 6 模板递送,我们的方法可在人类造血干细胞和祖细胞(HSPC 包括长期 HSC)和 T 细胞中实现有效的 HDR,同时将 NHEJ 介导的靶突变降至最低。利用间隔缺口,我们开发了一种修复 HBB 、 ELANE 、 IL7R 和 PRF1 基因中发生的致病突变的方法。我们实现了 20% 到 50% 的基因校正效率,同时将 NHEJ 介导的靶突变降至最低。根据深入的脱靶评估,经典 CRISPR-Cas9 诱导的频繁非预期遗传改变在用间隔缺口处理的 HSPC 中显著减少或消失。因此,间隔缺口基因校正方法为基因治疗提供了更高的安全性和适用性。
1。Beam Therapeutics,美国马萨诸塞州剑桥2。 里昂癌症研究中心,Inserm,U1052,法国里昂3。 Hospices Civils de Lyon(HCL),法国里昂。 4。 里昂大学,UMR_S1052,UCBL,69008里昂,法国。 5。 法国大学(IUF)Institut Universitaire Universitaire Universitaire,法国75005。Beam Therapeutics,美国马萨诸塞州剑桥2。里昂癌症研究中心,Inserm,U1052,法国里昂3。Hospices Civils de Lyon(HCL),法国里昂。4。里昂大学,UMR_S1052,UCBL,69008里昂,法国。5。法国大学(IUF)Institut Universitaire Universitaire Universitaire,法国75005。
本报告是由美国政府某个机构资助的工作报告。美国政府或其任何机构、其雇员、承包商、分包商或其雇员均不对所披露信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或任何第三方的使用或此类使用结果做任何明示或暗示的保证,或承担任何法律责任或义务,或表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务,并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构、其承包商或分包商对其的认可、推荐或支持。本文表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
1 美国佛罗里达大学医学院分子遗传学与微生物学系;2 美国佛罗里达大学健康癌症中心;3 美国佛罗里达大学医学院生物化学与分子生物学系;4 美国佛罗里达大学遗传学研究所;5 中国广州中山大学中山眼科中心国家眼科学重点实验室;6 中国海宁浙江大学医学院国际校区浙江大学-爱丁堡大学研究所(ZJU-UoE Institute);7 美国三角研究园国家环境健康科学研究所(NIEHS)生殖与发育生物学实验室;8 美国佛罗里达大学医学院医学系
摘要 — 为了提供适当程度的刺激,必须根据个人的感知阈值校准视网膜假体(“系统适配”)。然后可以停用无功能电极以降低功耗并改善视觉效果。然而,阈值不仅在不同电极之间变化很大,而且随着时间的推移也会变化很大,因此需要更灵活的电极停用策略。在这里,我们提出了一个可解释的人工智能 (XAI) 模型,该模型适用于大型纵向数据集,可以 1) 根据常规临床测量(“预测因子”)预测制造商选择在哪个时间点停用电极;2) 揭示这些预测因子中哪些最重要。该模型根据临床数据预测电极停用的准确率为 60.8%。使用系统适配数据时性能提高到 75.3%,当有后续检查的阈值时性能提高到 84%。该模型进一步确定了受试者的年龄和失明发作时间是电极停用的重要预测因子。依赖于常规临床措施的电极失活的精确 XAI 模型可能使视网膜植入物和更广泛的神经假体界受益。
我们采用一种通过精心选择的约化变量空间来优化构象途径的方法,以增进我们对蛋白质构象平衡的理解。自适应偏置路径优化策略利用约化变量空间中路径区域的无限制增强采样来确定两个稳定终态之间的宽路径。应用于 Src 酪氨酸激酶催化结构域的失活转变揭示了对这种研究透彻的构象平衡的新见解。通过识别沿路径的运动和结构特征获得的机制描述包括支持转变的切换静电网络的细节。沿路径的自由能垒来自螺旋 α C 的旋转,它与活化环 (A 环) 以及 C 叶远端区域的运动紧密相关。约化变量的路径轮廓清楚地显示了高度相关的运动。网络中残基之间的静电相互作用交换是这些相互依赖运动的关键。此外,全原子模型在定义路径时提高的分辨率显示出 A 环运动的多个组成部分,并且 A 环的不同部分在整个路径的长度上做出贡献。
摘要 Xist lncRNA 介导 X 染色体失活 (XCI)。我们在此表明,Spen 是一种对 XCI 至关重要的 Xist 结合阻遏蛋白,它与古老的逆转录病毒 RNA 结合,发挥监视作用,将染色质沉默机制招募到这些寄生基因座。Spen 的丢失会激活小鼠胚胎干细胞中的一组内源性逆转录病毒 (ERV) 元素,从而获得染色质可及性、活性组蛋白修饰和 ERV RNA 转录。Spen 直接与 ERV RNA 结合,这些 RNA 显示出与 Xist 的 A 重复序列的结构相似性,而 Xist 的 A 重复序列是 Xist 介导的基因沉默的关键区域。ERV RNA 和 Xist A 重复序列以竞争性方式结合 Spen 的 RRM 结构域。将 ERV 插入 A 重复序列缺陷的 Xist 可挽救 Xist RNA 与 Spen 的结合,并导致顺式中严格的局部基因沉默。这些结果表明,Xist 可能利用转座因子 RNA-蛋白质相互作用来重新利用强大的抗病毒染色质沉默机制来进行性染色体剂量补偿。
摘要 逆转座子是一类可移动的遗传元件,能够通过逆转录 RNA 中间体进行转座。水稻品种日本晴在第 7 号染色体上(Tos17 Chr.7)和第 10 号染色体上(Tos17 Chr.10)含有两个几乎相同的 Tos17 基因组拷贝,Tos17 是一个内源的 copia 样 LTR 逆转座子。前期研究表明,在组织培养过程中,只有 Tos17 Chr.7 具有转座活性。Tos17 Chr.7 已被广泛用于插入诱变,作为水稻基因功能分析的工具。然而,在水稻转化过程中,Tos17 Chr.7 转座可能会产生具有不良性状的体细胞突变,从而影响转基因的评估或应用。本研究利用 CRISPR/Cas9 基因编辑系统构建了一个 Tos17 Chr.7 敲除突变体 D873。 Tos17 Chr.7 在D873上的基因编辑等位基因被命名为Tos17 D873 ,该基因在Tos17 Chr.7的pol基因上有一个873bp的DNA缺失,从而导致GAG-整合酶前结构域和整合酶核心结构域的缺失。虽然Tos17 D873的转录在D873愈伤组织中被激活,但在再生的D873植株中没有检测到Tos17 D873的转座。结果表明GAG-整合酶前结构域和整合酶核心结构域是Tos17 Chr.7转座所必需的,且这两个结构域的缺失不能被水稻基因组中的其他LTR逆转录转座子补充。由于 Tos17 Chr.7 衍生的体细胞克隆诱变在 D873 植物中被阻断,因此 Tos17 D873 等位基因的产生将有助于生产转基因水稻植物,以进行基因功能研究和遗传工程。类似的方法可用于在作物育种中失活其他逆转录转座子。