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。
核糖体 DNA (rDNA) 基因座含有数百个串联重复的核糖体 RNA 基因拷贝,这些基因是维持细胞生存所必需的。这种重复性使其极易因 rDNA 拷贝之间的染色单体内重组而导致拷贝数 (CN) 丢失,从而威胁到 rDNA 的多代维持。如何抵消这种威胁以避免谱系灭绝仍不清楚。在这里,我们表明 rDNA 特异性逆转录转座子 R2 对于恢复性 rDNA CN 扩增以维持果蝇雄性生殖系中的 rDNA 基因座至关重要。R2 的消耗导致 rDNA CN 维持缺陷,导致繁殖力在几代内下降并最终灭绝。我们发现,R2 核酸内切酶造成的双链 DNA 断裂(R2 的 rDNA 特异性逆转座的一个特征)会启动 rDNA CN 恢复过程,该过程依赖于 rDNA 拷贝处 DNA 断裂的同源性依赖性修复。这项研究表明,活性逆转座子为其宿主提供了必不可少的功能,这与转座因子完全自私的名声相反。这些发现表明,有利于宿主适应性可能是转座因子抵消其对宿主威胁的有效选择优势,这可能有助于逆转座子在整个分类群中广泛成功。
超过40%的人类基因组由逆转录座子组成,DNA物种具有通过RNA中间体复制并与逆转录病毒相关的潜力。逆转录座子的研究能力最多,这可能会导致DNA损伤和新颖的插入突变。逆转录盆地编码的产物,包括病毒样蛋白,双链RNA和外肌体圆形圆形DNA,也可以是先天免疫系统的有效激活剂。越来越多的证据表明,逆转录座子在与年龄相关的神经退行性疾病中被激活,并且这种激活有因果关系有助于神经毒性。在这里,我们提供了逆转座子生物学的概述和概述与年龄相关的神经退行性疾病中逆转录跨座子激活的证据,重点是涉及TAR-DNA结合蛋白-43(TDP-43)和TAU的概述。迄今为止的研究为临床试验提供了基础,并对创新策略保持了希望,以减轻逆转录跨跨性别失调在神经退行性疾病中的不利影响。
R2非长末端重复(非LTR)逆转录子是多细胞真核生物中分布最广泛的移动遗传元件之一,并且对在人类基因组的转基因补充中的应用显示出希望。他们以精致的特异性将新基因插入28S核糖体DNA中的保守位点。r2进化枝是由逆转录子编码的蛋白的N末端的锌指(ZF)数量定义的,该蛋白被认为是为添加赋予DNA位点特异性的。在这里,我们阐明了进化枝之间的R2 N末端结构域的DNA识别的一般原则,并具有广泛的,具体的识别,仅需要一个或两个紧凑型域。DNA结合和保护测定法证明了广泛共享以及进化枝特异性的DNA相互作用。基因插入测定识别足以用于目标位点插入的N末端结构域,并揭示了进化枝特异性ZFS中第二链裂解或合成中的作用。我们的结果对理解非LTR逆转录座插入机制的进化多样化以及基于逆转录座子的基因疗法的设计具有意义。
3美国华盛顿州西雅图市医学院基因组科学系4表观遗传学和染色质动力学,实验医学科学系,Wallenberg Neuroscience Center和Lund Stem Cell Center,BMC B11,Lund University,Lund University,221 84 Lund,Sweden,瑞典。5 cambridge大学医院NHS基金会信托基金会临床神经科学系,剑桥大学6临床神经科学系和惠康 - 剑桥干细胞研究所,剑桥大学22184,伦敦,瑞典8号临床科学系Lund,伦敦大学病理科,瑞典9霍华德·休斯医学院,华盛顿大学,华盛顿州西雅图市,华盛顿州西雅图市,美国华盛顿大学
人脑大小和复杂性扩张的基础遗传机制仍然很少理解。长期散布的核元件 - 1(L1)逆转座子是人种类似基因组中遗传性不同的来源,但是它们在生理功能中的重要性及其对人脑进化的贡献在很大程度上是未知的。使用多媒体分析,我们在这里证明了L1促进器在发育中和成年人的大脑中动态活跃。l1s产生数百种开发调节和细胞类型 - 特定的转录本,其中许多被选为嵌合转录本或调节RNA。一个L1衍生的长不编码RNA Linc01876是一个人类特异性转录本,在大脑发育过程中仅表示。CRISPR干扰Linc01876导致脑诊断的大小和神经祖细胞的过早差异降低,这意味着L1在人类特异性的发育过程中。总而言之,我们的结果表明,L1衍生的转录本提供了先前未描述的灵长类动物和人类特异性转录组复杂性,这有助于人脑的功能多样化。
摘要:正弦 - vntr- Alu(SVA)逆转录子是仅在灵长类动物基因组中存在的可转座元素(TES)的子类。te插入可以作为顺式调节元素(CRES)选择;但是,使用生物信息学方法和报告基因测定法证明了SVA的调节潜力。这项研究的目的是证明通过CRISPR(群集间隔间隔短的腔粒重复序列)的SVA顺式调节活性),并随后测量直接对局部基因表达的影响。我们识别了17染色体上的一个区域,该区域富含人类特异性SVA。在该区域的比较基因表达分析揭示了多个人体组织中TRPV1和TRPV3的共表达,这在小鼠中未观察到,这突出了两种物种之间的关键调节差异。此外,TRPV1和TRPV3编码序列之间的基因间区域包含位于TRPV3启动子和TRPV1 3'端的上游的人类特定的SVA插入,该插入trpv1的3'端,强调了该SVA作为研究其潜在的CIS -CIS-候选者对这两种基因的候选者。首先,我们生成了SVA报告基因构建体,并证明了它们在HEK293细胞中的转录调节活性。然后,我们设计了一种双目标CRISPR策略,以促进整个SVA序列的删除,并生成编辑的HEK293克隆细胞系,其中包含纯合和杂合SVA缺失。在编辑的纯合∆ SVA克隆中,我们观察到TRPV1和TRPV3 mRNA表达的显着降低,与未经编辑的HEK293相比。此外,我们还观察到杂合∆ SVA克隆中mRNA表达水平的变异性增加。总体而言,在具有SVA缺失的编辑的HEK293中,我们观察到对TRPV1和TRPV3的共表达的中断。在这里,我们提供了人类特异性SVA的示例,其原位调节活性,支持SVA逆转座子的作用,是物种特异性基因表达的贡献者。
CRISPR相关的TN7转座子(铸造)共同OPT CAS基因用于RNA引导的转座。在基因组数据库中极为罕见。最近的调查报道了类似TN7样的转座子,该座子选择了I型I-F,I-B和V-K CRISPR效应子。在这里,我们通过对元基因组数据库的生物信息学搜索扩展了报告的铸造系统的多样性。我们发现了所有已知铸件的体系结构,包括级联效应器的布置,目标归巢方式和最小V-K系统。我们还描述了选择了I型I-C和IV型CRISPR-CAS系统的铸造家族。我们对非TN7施放的搜索确定了包括核酸酶死亡CAS12的候选者。这些系统阐明了CRISPR系统如何与转型共同发展并扩展可编程基因编辑工具包。
摘要CRISPR相关的转座子(铸造)CAS基因用于RNA引导的转座。在基因组数据库中极为罕见。最近的调查报道了类似TN7样的转座子,该座子选择了I型I-F,I-B和V-K CRISPR效应子。在这里,我们通过对元基因组数据库的生物信息学搜索扩展了报告的铸造系统的多样性。我们发现了所有已知铸件的新架构,包括级联效应器的新布置,新的自动定位方式和最小的V-K系统。我们还描述了采用I型I-C和IV型CRISPR-CAS系统的新型演员群。我们对非TN7铸造的搜索确定了对水平基因转移的合作候选者。这些新系统阐明了CRISPR系统如何与转座酶一起进化并扩展可编程基因编辑工具包。
简单的摘要:肿瘤抑制p53(p53)的突变发生在约50%的人类癌症中,其中大多数是错义突变。p53中的突变不仅损害了肿瘤抑制功能,而且还赋予了与野生型p53(WTP53)无关的致癌活性的错义突变体P53(MUTP53)。Since p53 mutations are cancer-specific, several approaches targeting them have been taken to develop novel cancer therapies, including restoration or stabilization of wtp53 conformation from mutp53, rescue of p53 nonsense mutations, depletion of mutp53 proteins, and induction of p53 synthetic lethality or targeting of vulnerabilities imposed by p53 deficiencies (激活的逆转座子)或突变(增强的YAP/TAZ)。在这里,我们总结了临床可用的研究和FDA批准的药物,这些药物针对p53突变,以抑制癌症进展的作用和活动机制。