塑料污染是一个不断增长的问题,可能威胁野生动植物和人类。环境质量废物被降解为称为微塑料(MNPLS)的小颗粒,由于它们的尺寸很小,可以将其内部内部化为裸露的生物体,从而增加与暴露相关的风险。要适当确定相关的健康风险,必须获得/测试代表性MNPLS的环境样本。到了这一目标,我们获得了通过打磨商用水聚对苯二甲酸酯(PET)瓶子而获得的NPL。这些真实的PETNPL被广泛表征,并使用果蝇Melanogaster探索了它们的潜在危险影响。为通过消化道和整个身体突出内部化,使用了透射电子显微镜(TEM)和共聚焦显微镜。尽管观察到的Petnpl有效摄取到共生细菌,肠细胞和血细胞中,但暴露未能降低植物的存活率。然而,Petnpls暴露扰乱了应力,抗氧化剂和DNA修复基因的表达,以及在对物理肠道损伤反应的基因中。重要的是,由于暴露于PETNPLS,氧化应激和DNA损伤诱导均显着增加。
一个广泛使用的具有较长非倒置片段的平衡子的重要例子是 X 染色体平衡子 First Multiple 7 (FM7, Merriam 1968),其中在 FM7c 染色体上发现的雌性不育突变 singed, sn X2 因 4E1-11F2 倒位内的双交叉事件而多次丢失 (Miller et al. 2016a)。我们研究了该区域中的几个雌性不育基因和雌性致死基因(例如 ovo 、 snf 、 Sxl 、 otu ; Grammates et al. 2022),并希望实现更好的平衡。由于我们使用的这些基因的等位基因在雄性中可存活且可育,因此我们希望平衡子具有半合子和纯合致死性。为了构建更好的平衡子,我们利用了 CRISPR/Cas9 基因组编辑系统 (Ren 等人 2013;Port 和 Bullock 2016;Benner 和 Oliver 2018),针对 FM7c 的这个大型有问题的倒位 (4E1-11F2,图 1B)。这个片段中的新倒位将更好地抑制此区域内的双交叉事件。为了有目的地设计一个新的倒位,我们想要在 4E1-11F2 片段内创建一个断点,并在 FM7c 上此片段外的另一个区域创建一个断点。我们决定在 FM7c 平衡子染色体中的 cut (ct,在 4E1-11F2 内,图 1B) 处进行倒位,这是一个必需基因,但具有可行的等位基因,以及 white a (wa,在 4D7-1B3 内,图 1B)。为了实现这一目标,我们创建了一个多顺反子 CRISPR gRNA 构建体(Port 和 Bullock 2016;Benner 和 Oliver 2018),其中包含两个针对 wa 第一个内含子的 gRNA(Grammates 等人 2022)和两个针对 ct 和 ct 6 之间区域的 gRNA
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/Cas9 是一种高效灵活的基因组编辑技术,具有从基因治疗到种群控制等众多潜在应用。一些拟议的应用涉及将 CRISPR/Cas9 内切酶整合到生物体的基因组中,这引发了对转基因个体可能有害影响的疑问。一个特别相关的例子是基于 CRISPR 的基因驱动,旨在改变整个种群的基因。此类驱动的性能在很大程度上取决于驱动携带者所经历的适应性成本,但人们对这些成本的大小和原因知之甚少。在这里,我们通过跟踪四种不同转基因构建体的等位基因频率来评估果蝇笼养种群中基因组 CRISPR/Cas9 表达的适应性效应,这使我们能够将 Cas9 的整合、表达和靶位活动造成的“直接”适应性成本与潜在的脱靶切割造成的适应性成本区分开来。使用最大似然框架,我们发现没有直接适应度成本但因脱靶效应而产生中等成本的模型最适合我们的笼状数据。与此一致,我们没有观察到具有 Cas9HF1(Cas9 的高保真版本)的构建体的适应度成本。我们进一步证明,在归巢驱动器中使用 Cas9HF1 代替标准 Cas9 可实现类似的驱动器转换效率。这些结果表明,基因驱动应使用高保真内切酶进行设计,并且可能对涉及 CRISPR 内切酶基因组整合的其他应用产生影响。
认识到塔斯马尼亚的风险状况正在发生变化也很重要。这些风险包括进口果蝇寄主产品数量增加、人员和车辆进入该州,以及预计的气候变化。这项为期五年的滚动战略提供了一个总体时间表,用于评估塔斯马尼亚果蝇管理的风险领域和改进机会。实施一项战略以确保我们保持果蝇无害区地位,并确保塔斯马尼亚水果继续拥有我们出口市场所寻求的公认优质品牌价值是明智之举。我们会根据每个季节收集的观察结果和数据,不断审查和调整我们的边境前、边境和边境后活动。此外,我们将每五年对战略进行一次战术审查和验证。这一迭代过程将为前瞻性风险预测、分析和缓解措施提供有效的视野。
1. 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行:传染病史上的里程碑 病毒和细菌引起的传染病自人类最早定居以来就一直困扰着人类,夺走了数百万人的生命,扰乱了全球社区。即使在今天,下呼吸道感染、疟疾、艾滋病毒/艾滋病和腹泻病等传染病仍然是世界许多地区的主要死亡原因之一。一年多来,我们又面临另一场全球大流行,它是由一种俗称 SARS-CoV-2 的新型冠状病毒引起的。根据世界卫生组织(WHO,2021)发布的最新数据,自2019年12月至2021年3月疫情爆发以来,全球新冠肺炎确诊病例已超过1亿,死亡人数超过200万人。预计在有效疫苗研发出来并开展大规模免疫接种运动之前,将有数百万人被感染,这将继续给医疗中心和工作人员带来沉重压力,并导致进一步的生命损失。
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摘要 组合信号是指导情境相关细胞行为的关键。在胚胎发育、成体稳态和疾病期间,骨形态发生蛋白 (BMP) 充当二聚体来指导特定的细胞反应。BMP 配体可以形成同二聚体或异二聚体;然而,获得每种形式的内源性定位和功能的直接证据已被证明具有挑战性。在这里,我们利用精确的基因组编辑和通过蛋白质结合剂进行的直接蛋白质操作来剖析果蝇翅成虫盘中 BMP 同二聚体和异二聚体的存在和功能相关性。这种方法原位揭示了 Dpp (BMP2/4)/Gbb (BMP5/6/7/8) 异二聚体的存在。我们发现,尽管 Gbb 由翅成虫盘的所有细胞产生,但仅由表达 Dpp 的细胞分泌。 Dpp 和 Gbb 形成异二聚体的梯度,而在内源性生理条件下,Dpp 和 Gbb 同二聚体均不明显。我们发现异二聚体的形成对于在发育中的翅膀中获得最佳信号传导和长距离 BMP 分布至关重要。这些结果表明 Dpp/Gbb 异二聚体是上皮模式形成和生长所需的活性信号。
摘要 精确确定大脑细胞类型的数量和身份是详细概述中枢神经系统 (CNS) 基因和蛋白质表达的先决条件。然而,目前仅对秀丽隐杆线虫的神经系统实现了细胞数量的严格量化。本文,我们描述了一种协同分子遗传、成像和计算技术流程的开发,旨在实现高通量、精确定量,并以细胞分辨率对具有复杂细胞结构的完整组织(如大脑)中的基因表达报告基因进行定量。我们已采用该方法精确确定整个完整的果蝇幼虫 CNS 中的功能性神经元和神经胶质细胞的数量,结果发现神经元数量比之前预测的要少,神经胶质细胞数量要多。我们还发现在这个幼虫发育阶段,两性之间存在意想不到的差异,雌性 CNS 的神经元数量明显多于雄性。对我们的数据的拓扑分析表明,这种性别二态性延伸到 CNS 组织的更深层特征。我们还扩展了分析范围,以量化整个中枢神经系统中电压门控钾通道家族基因的表达,并发现丰度方面的巨大差异。我们的方法能够可靠而准确地量化完整器官内细胞的数量和定位,从而促进对细胞身份、多样性和基因表达特征的复杂分析。
可兴奋细胞(如神经元和肌肉细胞)的膜电位经历了由一系列配体和电压门控离子通道介导的丰富动态变化。尤其是中枢神经元,它们是信息、感知和整合由突触输入介导的多个亚阈值电流并将其转化为动作电位模式的出色计算机。电生理学包括一组允许直接测量电信号的技术。有许多不同的电生理学方法,但由于果蝇神经元很小,全细胞膜片钳技术是记录来自单个中枢神经元的电信号的唯一适用方法。在这里,我们提供了果蝇膜片钳电生理学的背景知识,并介绍了解剖幼虫和成年大脑的方案,以及实现已识别神经元类型的全细胞膜片钳记录的方案。膜片钳是一种劳动密集型技术,需要大量练习才能成为专家;因此,应该预计学习曲线会很陡峭。然而,我们希望分享和传播神经元放电的即时满足感,因为需要更多的果蝇膜片钳来研究迄今为止未知的许多果蝇神经元类型的电特征。
果蝇被广泛用作所有生物医学研究领域的模型生物。在神经科学领域,人们利用这种小果蝇获得了大量信息,包括识别调节行为的神经回路、揭示其遗传基础以及所涉及的分子机制。尽管有大量遗传工具可用于操纵和推断神经元活动,但对果蝇神经元电特性的直接测量却落后了。这是因为在果蝇中枢神经元等小细胞中进行电记录非常复杂。膜片钳技术提供了直接测量果蝇神经元电特性的独特可能性。此分步方案提供了掌握此技术的详细建议。