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多发性骨髓瘤基因组不稳定性药物靶向治疗
基因组不稳定性可以在染色体和染色质水平上观察到。宏观层面的不稳定性包括着丝粒异常 (CA)，导致染色体数量和结构变化，而微观层面的不稳定性则以 DNA 修复途径缺陷为特征，导致微卫星不稳定性 (MIN) 或突变。基因组不稳定性在致癌过程中发生，不会损害生存和生长，但确切机制仍不清楚。大多数上皮细胞产生的实体瘤以基因组不稳定性为特征，这使其对化疗和放疗具有抗性。25% 的骨髓瘤患者也观察到这种不稳定性，并且已被证明具有高度的预后性，与国际分期系统 (ISS) 无关。然而，在新诊断的患者中，异常 DNA 修复和杂合性缺失 (LOH) 的生物标志物仅以 5% 的频率观察到。针对基因组不稳定性途径的几种新分子正在开发中，其中一些已经进入临床试验阶段。聚（ADP-核糖）聚合酶-1 (PARP) 抑制剂已获得 FDA 批准，用于治疗乳腺癌 1 型易感蛋白 (BRCA1) 突变的转移性乳腺癌以及卵巢癌和肺癌。拓扑异构酶抑制剂和表观遗传组蛋白修饰靶向抑制剂，如 HDAC（组蛋白去乙酰化酶）抑制剂，是可以靶向基因组不稳定性的新型药物。几种针对染色体水平不稳定性的小分子抑制剂，如 PARP、Akt、Aurora 激酶、细胞周期蛋白依赖性激酶或纺锤体激酶抑制剂，已在小鼠模型和早期 I/II 期试验中进行了测试。ATM、ATR 激酶抑制剂和 DNA 解旋酶抑制剂也是很有前途的新型药物。然而，这些药物中的大多数单独使用效果并不好，但似乎与放射疗法、铂衍生物、免疫调节剂和蛋白酶体抑制剂等 DNA 损伤剂有协同作用。本综述将讨论针对基因组不稳定性的新药物及其作用机制。
引文 Brunetti M, Andersen K, Trøen G, Micci F, Spetalen S, Lenartova A, Tandsæther MR 和 Panagopoulos I (2024) 分子遗传表征
在 Xq13 带处发生断裂和重新连接的等着丝粒染色体 idic(X)(q13) 和 X 染色体长臂上的等染色体 i(X)(q10) 是癌症中罕见的细胞遗传学异常 ( 1 , 2 )。“ Mitelman 癌症染色体畸变和基因融合数据库 ”( 1 ) 的最新更新（2024 年 4 月 15 日）包含 47 个携带 idic(X)(q13) 的条目和 55 个携带 i(X)(q10 ) 的条目。idic (X)(q13) 主要见于被诊断为骨髓增生异常综合征 (MDS) 或急性髓细胞白血病 (AML) 的老年女性，在大多数情况下通常是唯一的细胞遗传学畸变 ( 1 , 3 – 8 )。相反，在各种肿瘤，包括 MDS 和 AML ( 1 ) 的复杂核型中，i(X)(q10) 多为继发性畸变。在 AML 和 MDS 的个案中，i(X)(q10) 是唯一的细胞遗传学异常 ( 9 , 10 )。仅在少数 MDS/AML 病例中报道了 Xq13 带中基因组断点的详细描述 ( 5 , 11 , 12 )。还发现患有 idic(X)(q13) 的 MDS/AML 患者的骨髓细胞中携带额外的亚微观遗传畸变 ( 5 , 13 )。尚未报道对 i(X)(q10 ) 病例中可能存在的其他遗传畸变进行调查。i(X)(q10) 的主要后果被认为是 Xp 的丢失和 Xq 上几个基因的获得。此外，其他遗传异常，包括 Tet 甲基胞嘧啶双加氧酶 2 ( TET2 ) 基因的致病变异，已被认为是 idic(X) 阳性髓系恶性肿瘤患者的常见继发事件 ( 5 )。由于携带 idic(X) (q13) 或 i(X)(q10) 的髓系肿瘤罕见，且对其致病机制的了解尚不完全，我们在此介绍了五种髓系肿瘤的分子细胞遗传学和致病变异的特征
T2T参考基因组组装及全基因组关联研究揭示杨梅果实品质的遗传基础
杨梅 (Myrica rubra 或 Morella rubra；2n = 16) 所产果实风味独特、营养丰富、经济价值高。然而，先前版本的杨梅基因组缺乏序列连续性。此外，迄今为止，尚无大规模种质资源关联分析检查过决定果实品质性状的等位基因和遗传变异。因此，在本研究中，我们使用 PacBio HiFi 长读长为品种‘早嘉’组装了一个端粒到端粒 (T2T) 无间隙参考基因组。得到的 292.60 Mb T2T 基因组揭示了 8 个着丝粒区域、15 个端粒和 28 345 个基因。这代表着杨梅基因组的连续性和完整性的显著提高。随后，我们对 173 个种质进行了重新测序，鉴定出 6 649 674 个单核苷酸多态性 (SNP)。此外，29 个果实品质相关性状的表型分析促成了全基因组关联研究 (GWAS)，该研究鉴定了与 28 种性状显著相关的 1937 个 SNP 和 1039 个基因。在 Chr6：3407532 至 5 153 151 bp 区域上鉴定了一个与果实颜色相关的 SNP 簇，包含两个 MYB 基因（MrChr6G07650 和 MrChr6G07660），这些基因在极端表型转录组中表现出差异表达，与花青素合成有关。一个相邻的、紧密连锁的基因 MrChr6G07670（MLP 样蛋白）包含一个外显子错义变体，经证实可使烟草叶片中的花青素产量增加十倍。这个 SNP 簇可能是一个数量性状基因座 (QTL)，它共同调控杨梅果实的颜色。总之，我们的研究提出了一个完整的参考基因组，揭示了一系列与果实品质性状相关的等位基因变异，并确定了可以利用来提高杨梅果实品质和育种效率的功能基因。
Therapeutic opportunities for PLK1 inhibitors
Polo 样激酶 (PLK) 是真核生物有丝分裂进程的核心参与者。鉴于细胞周期进程与癌症发展之间的密切关系，PLK 和 PLK1 已被彻底研究，作为肿瘤学的生物标志物和潜在治疗靶点。PLK1 在不同类型的人类癌症中过表达的致癌特性归因于其在促进有丝分裂进入、着丝粒成熟、纺锤体组装和胞质分裂中的作用。虽然一些学术实验室和制药公司能够开发强效和选择性的 PLK1 抑制剂 (PLK1i) 用于临床前研究，但此类化合物尽管具有良好的药代动力学，但在临床试验中仅取得了有限的成功。尽管这可以归因于多种原因，但 PLK1 在正常细胞和癌细胞中的管家作用很可能是临床试验失败和因毒性问题退出的主要原因。因此，人们正在投入巨大努力，通过修改剂量方案将 PLK1i 定位于特定类型癌症的治疗中。在这篇小型综述中，我们重点关注 PLK1i 的两个潜在应用领域，这两个领域都有最近的证据支持：三阴性乳腺癌 (TNBC) 和 BRCA1 缺陷型癌症。一方面，我们回忆起几条强有力的证据表明 TNBC 是 PLK1 表达最高且对 PLK1i 敏感的癌症之一。这些发现令人鼓舞，因为 TNBC 患者可用的治疗选择有限，他们主要依赖于经典化疗。另一方面，我们讨论了最近的证据，揭示了 PLK1 抑制在 BRCA1 缺陷型癌细胞中诱导合成致死。 PLK1 和 BRCA1 之间这种以前未预见到的治疗联系很有前景，因为它为 PLK1i 定义了新的治疗机会，不仅针对乳腺癌（即 BRCA1 缺陷的 TNBC），也针对其他类型的 BRCA1 缺陷癌症，如胰腺癌和前列腺癌。
简历 Samuel Muiruri Kariuki 博士
Anwar Aliya Fathima、Mary Sanitha、Leena Tripathi、Samwel Muiruri (2022) 木薯（Manihot esculenta）的食品和生物能源双重用途：综述。粮食和能源安全（已接受）Samwel K. Muiruri、Valentine O. Ntui、Leena Tripathi、Jaindra N. Tripathi (2021) 提高木薯（Manihot esculenta）耐旱性的机制和方法，当代植物生物学，28,100227，2214-6628。https://doi.org/10.1016/j.cpb.2021.100227。 Alice Lunardon、Samwel Muiruri Kariuki、Michael J. Axtell (2021) 番茄和本氏烟中瞬时引入的转基因中多顺反子人工微小 RNA 和反式 siRNA 的表达和加工。植物杂志，4，106，1087-1104。DOI：https://doi.org/10.1111/tpj.15221 Ogden, Aaron J.、Jishnu J. Bhatt、Heather M. Brewer、Jack Kintigh、Samwel M. Kariuki、Sairam Rudrabhatla、Joshua N. Adkins 和 Wayne R. Curtis 2020。“干旱和恢复期间的韧皮部渗出物蛋白谱揭示了番茄维管系统中的非生物应激反应”国际分子科学杂志 21，号。 12：4461。https://doi.org/10.3390/ijms21124461 Muiruri, KS、Britt, A.、Amugune, NO、Nguu, EK、Chan, S. 和 Tripathi, L. (2017)。在栽培三倍体和野生二倍体香蕉（芭蕉属）中表达着丝粒特异性组蛋白 3 (CENH3) 变体。植物科学前沿，8, 1034。DOI：10.3389/fpls.2017.01034 Muiruri, KS、Britt, A.、Amugune, NO、Nguu, E.、Chan, S. 和 Tripathi, L. (2017)。利用线粒体和核标记进行香蕉显性等位基因系统发育和组成亚基因组单倍型推断。基因组生物学与进化，9(10)，2510-2521 10.1093/gbe/evx167 。Tripathi, JN、Ntui, VO、Ron, M.、Muiruri, S. K.、Britt, A. 和 Tripathi, L. (2019)。利用 CRISPR/Cas9 编辑香蕉属 B 基因组中的内源性香蕉条纹病毒，克服了香蕉育种中的一大难题。通讯生物学，2(1)，46。https://doi.org/10.1038/s42003-019-0288-7
CAS介导的植物染色体工程
最近的研究表明，不仅基因，而且整个染色体都可以使用定期间隔短的短膜重复序列（CRISPR）（CRISPR） - Crisper相关的蛋白9（Cas9）1 - 5进行设计。在植物育种中应用染色体重组的主要目标是操纵遗传交换6。在这里我们表明，使用染色体重组几乎可以在整个染色体中抑制减数分裂重组。我们能够诱导含有> 17 MB的染色体片段的可遗传反转，该片段包含着丝粒，并覆盖了拟南芥生态型Col-0的大部分染色体2。只有2和0.5 MB长的端粒末端保留在其原始原产中。在与生态型LER-1的杂交后代的单核苷酸多态性标志物分析中，我们检测到倒置的chrosome区域内的跨界群的大量降低，并伴随着交叉转移到远程端的末端。在反转中检测到的几种遗传交换都是源自双跨界的。这不仅表明可遗传的遗传交换可以通过间染色体配对来进行，而且还仅限于生存后代的产生。群集定期间隔短的短质体重复序列（CRISPR） - 基于危机相关的蛋白质（CAS）基因编辑已彻底改变了植物生物学和育种7。正在开发越来越多的工具来微调单基因和多个基因修饰8 - 10。能够改变染色体上基因的顺序也增加了一个新的特征控制水平：遗传联系的破裂11。为了将有吸引力的特征结合在单个培养基中，育种者通过减数分裂重组12之间的跨亲戚（CO）依赖于父母同种染色体之间的跨界（CO）12。众所周知，诸如倒置等染色体重排，通过抑制重排的区域13 - 18的CO来调节沿染色体的重组景观。例如，在果蝇中，所谓的平衡器染色体的特征是多种替代和其他重排，被广泛使用，导致抑制逆转杂合子中的减数分裂重组18。泛基因组的研究发现，自然染色体后序列在许多农作物物种中都是普遍存在的，并且在驯化4、19 - 24中发挥了重要作用。尽管它们看似善良，但反转也会导致积极影响，例如通过防止重组25来保护有利的等位基因组合。因此，CRISPR – CAS对染色体重排的有针对性诱导具有改变减数分裂重组模式的潜力。通过恢复1.1 MB大小的自然
TIGD1在非小细胞肺癌中的生物信息学分析及实验验证
触发转座因子衍生物 1 (TIGD1) 基因是人类独有的，它编码一种蛋白质。该蛋白质的特点是存在三个 pfam 结构域：位于氨基酸 9 和 60 之间的 DNA 结合 HTH 结构域、跨越氨基酸 80–147 的 HTH CenpB 型 DNA 结合结构域，以及从氨基酸 216–403 延伸的 DDE 内切酶结构域 (5)。TIGD1 属于 TIGD 基因家族，其蛋白质与哺乳动物着丝粒蛋白 B (CENP-B) 具有显著的结构和功能特征，并与细胞周期相关蛋白表现出重要的关系 (6)。尽管如此，TIGD1 的确切生物学作用仍在很大程度上未被探索 (7)。先前的研究已经利用生物信息学技术证明了 TIGD1 在癌细胞增殖、侵袭和迁移中潜在的关键作用。有报道称，TIGD1的表达变化在肝癌发生过程中尤为显著，提示其可能参与了肝癌的发生发展（7），且TIGD1在结直肠癌、肺癌、胰腺癌等多种癌症类型中均表现出高表达。值得注意的是，在乳腺癌、肝癌、肺癌和胃癌患者中，TIGD1表达升高与不良疾病结局之间存在相关性（8）。最近的研究表明，TIGD1对免疫反应和化疗反应也有明显的影响。例如，在口腔鳞状细胞癌的研究中，研究者发现TIGD1通过激活IL-17信号通路来调节树突状细胞活性，从而促进口腔鳞状细胞癌的发生和进展。在之前对卵巢癌的研究中，观察到TIGD1对卵巢癌患者对铂类化疗的反应有影响（9）。在他们的研究中，Zou 和同事将生物信息学技术与体外细胞研究相结合，以确定 TIGD1 作为结肠癌的独立预后指标。研究表明，TIGD1 通过触发各种结肠癌信号通路（如 Wnt/B-catenin、E-cadherin、N-cadherin、Bcl-2、BAX、CDK6 和细胞周期蛋白 D1）加速癌细胞从 G1 期向 S 期的转变。这一过程促进癌细胞更平稳地进展，同时抑制细胞凋亡 ( 10 )。此外，另一项研究观察到，TIGD1 可以通过提高铜离子的浓度来潜在地增加结直肠癌细胞中铜毒性引起的细胞死亡 ( 11 )。这些研究表明，TIGD1 作为肿瘤识别标志物和免疫治疗领域的关键靶点具有巨大的潜力。然而，还需要进一步深入研究来确定其具体的临床转化价值。
自然界中端粒相关序列的分布
关于端粒区的结构，一个共同的主题正在出现。染色体末端带有多个串联重复的简单卫星状 DNA（2）。除了染色体末端的简单序列外，端粒附近的区域通常还带有长段中间重复 DNA（1、10、13、15、18、24）。在酿酒酵母中，染色体以 200 到 600 个碱基对的不规则序列 C1_3A 结束（17、23；图 1）。此外，在 DNA 末端附近发现了两个中间重复元素，称为 X 和 Y'（8、9）。Y' 是一个高度保守的元素，长度为 6.7 千碱基（kb）（8、9）。 X 是一种比 Y' 保守性更低的元件，大小范围为 0.3 至 3.75 kb，位于 Y' 的着丝粒附近（8, 9）。C1_3A 重复序列的内部序列以及 DNA 复制的推定起点（自主复制序列）与 X 和 Y' 相关（7, 21）。这些特性与端粒相关序列在复制、重组或端粒区域修复中发挥作用相一致。已经开发出凝胶系统，可以分离完整的酵母染色体 DNA 分子（4, 16）。已记录了菌株 YNN281、A364a、DCO4 和 AB972（5）中每条染色体在一个系统（正交场交替凝胶电泳 [OFAGE]）中的行为。通过改良的凝胶插入法 (16) (5) 从这些菌株中制备 DNA，并进行 OFAGE 处理。将 DNA 转移到硝酸纤维素上并与 X 和 Y' 特异性探针杂交 (20)（图 2）。通过琼脂糖凝胶分离 1.7 kb NcoI 片段，从 YRp12O (9) 制备 X 特异性探针。通过分离 1.7 kb BglII 片段，从 YRpl31b (9) 制备 Y' 特异性探针，该片段被亚克隆到 BamHI 消化的 M13 mpl8 中。从 pYtl03 (17) 切下 125 碱基对 HaeIII-MnlI 片段，其中包含 82 碱基对 C1_3A 重复序列。杂交探针来自据报道不含 C1_3A 重复序列的 X 和 Y' 区域。这一点已通过以下事实得到证实：源自 pYtl03 的真正的 C1_3A DNA 既不与 X 也不与 Y' 探针杂交。为探针选择的 X 区域在不同的 X 元素中是保守的 (8, 9)。表 1 中显示的数据是从 17 种不同的凝胶中汇编而来的，这些凝胶的切换间隔范围为 20 到 80 秒。每个菌株的 X 和 Y' 分布模式不同（图 2 和 3）。每个菌株中至少有三条最小染色体中有一条不与 Y' 探针杂交，在三个菌株中，五条最小染色体中的两条不与 Y' 探针杂交
DHX36 通过解开 G‐ 来维持基因组完整性...
含有假定的 G-四链体形成序列的寡核苷酸（PQS；G ≥ 3 N x G ≥ 3 N x G ≥ 3 N x G ≥ 3）在阳离子存在下的生理缓冲条件下（Bochman 等人，2012 年）。由于其高热力学稳定性，组装的 G4 需要通过酶促分解。已经开发出体外用于监测 G4 形成的方法（Balasubramanian 等人，2011 年；Bryan 和 Baumann，2011 年）。使用这些方法已经证明了分解 G4 的酶活性。这些酶包括具有 G4 结合和解旋活性的 DNA 解旋酶，例如 BLM、WRN、PIF1、FANCJ、XPD、DNA2 和 RTEL1（Bochman 等人，2012 年；Maizels，2015 年）。使用计算机分析或荧光成像、免疫沉淀或 pull-down 实验来预测体内 G4 的形成，使用有价值的工具 - 例如特异性识别 G4 的免疫球蛋白和单链可变片段 (scFv) (Henderson 等人，2013)、G4 结合化合物 (Mendoza 等人，2016) 或 G4 结合蛋白 (Maizels，2015)。使用这些工具，可以通过免疫沉淀或针对纯化的基因组 DNA 或染色质的 pull-down 来识别 G4 位点，并且这些位点中的很大一部分重现了 PQS (Chambers 等人，2015；Hänsel-Hertsch 等人，2016；Lam 等人，2013；Muller 等人，2010)。 PQS 在基因的调控区（例如启动子、内含子或非翻译区 [UTR]）中过度表达，包括致癌基因、重复区（例如端粒和 rDNA）和复制起点 (Maizels & Gray, 2013 )。使用抗体在人类细胞中进行的全基因组 G4 映射揭示了 G4 存在于基因调控区和端粒中 (Hänsel-Hertsch et al., 2016 ; Liu et al., 2016 )。许多 G4 被映射在转录起始位点周围，G4 形成的频率与相应基因的转录水平呈正相关 (Spiegel et al., 2021 ; Zheng et al., 2020 )。使用抗体对 G4-DNA 进行荧光标记，显示细胞核或染色体上存在颗粒状信号；一些信号位于端粒或着丝粒上 (Biffi et al., 2013; Henderson et al., 2013)。使用荧光标记化合物对 G4- DNA 进行可视化，可显示位于核仁中的较大信号，以及位于细胞核中的一些较小信号 (Rodriguez et al., 2012)，或整个细胞核中均匀分布的信号 (Shivalingam et al., 2015)。然而，人们对使用体内成像获得的许多未表征信号的亚细胞或基因组位置了解甚少。越来越多的证据表明，在基因体内或周围形成的 G4 通过促进或抑制转录来调节基因活性 (Bochman et al., 2012; Mendoza et al., 2016)。尽管具有这些生物学含义，但 G4 在空间上阻碍了 DNA 复制和转录 (Bochman et al., 2012; Maizels, 2015)。这些生物事件的拖延会增加基因毒性损害的风险；G4 结构清除不足可能
PICH 通过其 DNA 转位酶和 SUMO 相互作用活动影响纺锤体组装检查点
致作者的评论（必填）：在本稿中，Lama 及其同事认为 PICH 重塑了 SUMO 化蛋白，以确保纺锤体组装检查点的正确暂时沉默。支持这一想法的主要观察结果是，PICH 的消耗，或在缺乏内源性 PICH 的细胞中重新表达缺乏 SUMO 结合能力或 ATPase 活性的外源性 PICH 突变体（分别被识别为 PICH ∆3SIM 和 K128A）在有丝分裂中（非常轻微地）延迟。作者询问这种短暂的停滞是否是由 Topo2alpha 依赖性通路的激活引起的（在之前的论文中进行了描述，并命名为 TRC，代表 Topo2alpha 响应检查点）。在得出事实并非如此的结论后，他们转向纺锤体组装检查点 (SAC)，并发现在 PICH 消耗时或在表达功能失调的 PICH 突变体的细胞中，检查点蛋白 MAD1 在动粒上的停留时间延长。由于已知 PICH 会与 SUMO 化蛋白相互作用，作者推测 PICH 的缺失或用突变体替代可能导致 SUMO 化蛋白的积累，这可能是观察到的有丝分裂延迟的原因。为了验证这个想法，作者生成了一个表达标记 SUMO2 的细胞系，并比较了在存在或不存在 PICH 功能的情况下 SUMO2 结合蛋白的丰度。这确定了几种蛋白质，当 PICH 功能受损时，它们的 SUMO 化似乎会增加。在这些蛋白质中，作者确定了 BUB1，并证明在 PICH 缺失后 BUB1 动粒水平略有增加，这种影响可能是由于检查点激活恢复缺陷造成的。作者的模型是 PICH 有助于从动粒中去除 SUMO 化蛋白以促进检查点沉默。本文介绍的工作是通过创建几个细胞系实现的，清楚地反映了作者的大量宝贵努力。这项研究的主要局限性在于，观察到的影响非常小，并且没有最终证据表明导致这些影响的 PICH 的功能是精确且完全调节性的。它可能反映出持续的小附着错误，可能是由着丝粒染色质组织中的小问题引起的，该问题会向 SAC 发出信号。也就是说，延迟可能不只是反映出沉默错误，而是持续的检查点激活，这是作者没有解决的问题，而且考虑到停滞的实体很小，这个问题很难解决。在这方面，提出的模型也将过度的 SUMO 化确定为有丝分裂延迟的原因，虽然并非难以置信，但在分析的这个阶段似乎没有得到充分支持。在没有 PICH 的情况下观察到 SUMO 化增加，但细胞能够在对照细胞之后几分钟离开有丝分裂，这意味着必须存在处理过量 SUMO 的其他蛋白质。由于作者没有排除有丝分裂延迟仅仅是由真正的 SAC 激活引起的，PICH 在控制 SUMO 化方面的作用仍不确定。因此，总的来说，我认为这项研究虽然很有价值，但尚未代表完全令人信服的概念或机制进步。其他问题 - 图 1c 和 2c 中 ∆PICH 细胞中有丝分裂时间的差异引发了一致性问题。为什么这两种情况下有丝分裂退出的时间不同？ - 在图 3 中，∆PICH 细胞中动粒处 MAD1 的持续时间远远超过 50 分钟，即远远超过这些细胞退出有丝分裂所需的时间（约 35 分钟，如图 1 所示）。这似乎相当难以置信，因为 MAD1 从动粒处的丢失总是先于有丝分裂退出。次要观点 -图 1B：最后一行，第 5 个面板，右下角部分隐藏的文本 -图 1C：如果作者指出此图中所示各种条件下有丝分裂退出的平均时间，将会很有帮助。 -在文本和相关图中指出 TopoIIalpha 带有 FLAG 标记