摘要E. COIL K-1中的基本不匹配校正过程称为非常短的贴片(VSP)修复,将t:G不匹配到C:G时在某些序列上下文中发现时。在DNA中胞质甲基化的背景下,两个底物不匹配(5'-ctwgg/3'-ggw'cc; w = a或t)出现,并减少5-甲基环胞嘧啶脱氨酸对胸腺氨酸的诱变作用。然而,VSP修复也已知可以修复T:G不匹配,而与5-甲基环胞嘧啶脱氨基(示例-CTAG/GGT- C)不会产生。在这些情况下,如果原始基对为t:a,VSP修复将导致t向C转换。我们已经对大肠杆菌序列数据库进行了马尔可夫链分析,以确定后者类别的修复是否改变了相关的四核苷酸的丰度。结果与预测VSP修复会倾向于耗尽包含序列的“ t”的基因组(示例-CTAG),同时富集了它的相应“ C”含量序列(CCAG)。此外,它们为肠道细菌基因组中的限制酶位点的已知稀缺性提供了解释,并将VSP修复鉴定为塑造细菌基因组序列组成的力量。
DNA:在细胞内发现的双链螺旋分子,其中包含生物体发育和功能所需的遗传信息。氢键连接嘌呤和嘧啶核苷酸碱基对,形成双螺旋结构。核苷酸:由DNA和RNA组成的分子,由含氮的核苷酸酶,磷酸基团和糖组成。DNA中的糖是脱氧核糖,而RNA中的糖为核糖。核碱酶:含氮分子,是核苷酸的组成部分。在DNA中,这些碱是腺嘌呤(a),胞嘧啶(C),鸟嘌呤(G)和胸腺素(T)。DNA碱基搭配在一起,连接了双螺旋的两个链。在DNA的正常情况下,腺嘌呤将与胸骨(A-T)配对,而胞嘧啶将与鸟嘌呤(G-C)搭配。在RNA中,胸腺氨酸被核碱尿嘧啶(U)取代。 核仁酶通常称为碱基。 嘌呤:在DNA和RNA中发现的两类核苷酸酶之一,其中包括腺嘌呤(a)和鸟嘌呤(G)。 嘧啶:在DNA和RNA中发现的两类核苷酸酶之一,其中包括胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。 DNA聚合酶:在DNA复制过程中负责形成新的DNA副本的一类酶。 在DNA复制过程中,将一个双链DNA分子复制成两个相同的DNA分子。 此过程对于细胞分裂至关重要。 某些DNA聚合酶能够纠正错误,而另一些DNA聚合酶缺乏这种能力或显示误差校正减少。在RNA中,胸腺氨酸被核碱尿嘧啶(U)取代。核仁酶通常称为碱基。嘌呤:在DNA和RNA中发现的两类核苷酸酶之一,其中包括腺嘌呤(a)和鸟嘌呤(G)。嘧啶:在DNA和RNA中发现的两类核苷酸酶之一,其中包括胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)。DNA聚合酶:在DNA复制过程中负责形成新的DNA副本的一类酶。在DNA复制过程中,将一个双链DNA分子复制成两个相同的DNA分子。此过程对于细胞分裂至关重要。某些DNA聚合酶能够纠正错误,而另一些DNA聚合酶缺乏这种能力或显示误差校正减少。转录:将DNA转录为RNA的细胞过程。RNA:一种核酸,其中包含从DNA复制的信息。虽然RNA具有许多功能,但其中许多与在细胞内生产蛋白质有关。翻译:使用RNA携带的遗传信息的细胞过程用于与细胞传达如何将氨基酸连接在一起形成蛋白质(多肽)。RNA序列(通过核糖体)在三个核苷酸的片段中读取,称为密码子,这对应于一个氨基酸。单个核苷酸的变化可能会导致氨基酸链和随后的蛋白质形成的变化。蛋白质:蛋白质是由氨基酸组成的分子,是身体结构的基础。蛋白质在酶,细胞因子和其他活组织中发现。
真核生物中的碱基编辑事件需要兼容的染色质环境,但关于染色质因子如何影响编辑效率或窗口的研究很少。通过设计与各种先驱因子融合的BE(碱基编辑器),作者发现SOX2显著提高了GBE和CBE的编辑效率。SoxN-GBE(SOX2-NH3-GBE)提高了原型间隔物整体胞嘧啶的编辑效率,而SoxM-GBE/CBE(SOX2-Middle-GBE/CBE)则能够在PAM-近端胞嘧啶处实现更高的碱基编辑。通过分离SOX2的功能域,构建了SadN-GBE(SOX2激活域-NH3-GBE)以获得更高的编辑效率,而SadM-CBE则具有更宽的编辑窗口。通过 DNase I 试验,还证明了编辑效率的提高很可能与 SAD 诱导染色质可及性有关。最后,使用 SadM-CBE 在原癌基因 MYC 中引入终止密码子,该位点以前很少被高效编辑。在这项工作中,通过融合先锋因子或其功能域构建了一类新的先锋 BE,它在真核生物中表现出更高的编辑效率或更宽的编辑窗口。
DNA甲基化可以在双溶液转化后使用测序仪器检测和测量,但是对于大型真核基因组而言,实验可能很昂贵。测序非表征和映射偏见可以使基因组的一部分具有低覆盖率或没有覆盖范围,从而阻碍了所有细胞固醇获得DNA甲基化水平的能力。为了解决这些局限性,已经提出了几种计算方法,可以预测胞质周围的DNA序列或附近细胞氨酸的甲基化水平的DNA甲基化。然而,大多数这些甲基元素完全集中在Humans和其他哺乳动物中的CG甲基化上。在这项工作中,我们第一次研究了六种植物物种的CG,CHG和CHH环境的胞嘧啶甲基化的问题,要么是从胞嘧啶周围的DNA主要序列或邻近细胞糖苷的甲基化水平来进行。在此框架中,我们还研究了跨物种的预测问题和跨境预测问题(在同一物种中)。最后,我们表明,提供基因和重复注释允许现有的分类器可以逐步提高其预测准确性。我们介绍了一种称为AMP的新分类器(基于注释的甲基化预测),它利用基因组注释来实现更高的精度。
胞嘧啶甲基化是原核和真核生物的天然基础修饰,包括通过甲基转移酶酶将甲基添加到胞质嘧啶环的第五碳位置中(1)。在原核生物中,DNA甲基化提供了一种方法,可以通过限制性核酸内切酶保护宿主DNA免受消化的影响,这些核酸内切酶旨在消除外源DNA。DNA甲基化在基因表达的调节/控制中的较高真核生物中的功能(2)。哺乳动物中的大多数DNA甲基化发生在5'-CPG-3'二核苷酸中,尽管确实存在其他模式。发现哺乳动物基因组中所有5'-CpG-3'二核苷酸的所有5'-CpG-3'二核苷酸被发现是甲基化的,而剩下的20%的二十%的二十%二十分位于启动子或最初的基因外显子内。已经证明异常DNA甲基化是癌症中普遍存在的现象,可能是肿瘤发生期间发生的最早变化之一(3)。DNA甲基化也已显示在基因印记,胚胎发育,X染色体基因沉默和细胞周期调节中起着核心作用。能够有效,准确地检测和量化DNA甲基化的能力对于研究癌症,基因表达,遗传疾病以及生物学的许多其他重要方面至关重要。迄今为止,已经开发了许多方法来检测/量化DNA甲基化,包括:高性能毛细管电泳(4)和甲基化敏感的任意启动PCR(5)。但是,当今使用的最常见技术仍然依赖于亚硫酸盐转化率(6)。用硫酸硫酸氢盐处理DNA化学将非甲基化的胞嘧啶修饰为尿嘧啶,甲基化的胞嘧啶保持不变。转换后,可以使用所需的下游应用确定DNA的甲基化曲线。为了进行单个基因座分析,在亚硫酸盐转化率(即Bisulfite PCR)之后,通常会扩增感兴趣的区域,然后对pyrosequencing®进行测序或处理。甲基化检测的最新进展还允许使用包括基于阵列的方法在内的技术,减少表示甲基甲基甲基化(RRBS)和整个基因组Bisulfite测序(7)。
胰腺神经内分泌肿瘤 (PNET) 是第二大最常见的胰腺肿瘤。然而,除了涉及多发性内分泌肿瘤 1 (MEN1)、ATRX 染色质重塑基因和死亡结构域相关蛋白基因的突变(约 40% 的散发性 PNET 中存在这些基因突变)之外,人们对其致瘤驱动因素知之甚少。PNET 的突变负担较低,因此表明其他因素可能促使其发展,包括表观遗传调节因子。DNA 甲基化是一种这样的表观遗传过程,它通过 5'甲基胞嘧啶 (5mC) 沉默基因转录,这通常由基因启动子周围富含 CpG 区域的 DNA 甲基转移酶促进。然而,5'羟甲基胞嘧啶是胞嘧啶去甲基化过程中的第一个表观遗传标记,与 5mC 的功能相反,与基因转录有关,尽管其重要性尚不清楚,因为当仅使用常规亚硫酸氢盐转化技术时,它与 5mC 难以区分。基于阵列的技术的进步促进了 PNET 甲基化组的研究,并使 PNET 能够通过甲基化组特征进行聚类,这有助于预测和发现导致肿瘤发生的新的异常调控基因。本综述将讨论 DNA 甲基化的生物学、其在 PNET 发展中的作用以及对预测和发现表观基因组靶向疗法的影响。
点突变是最常见的突变类型,可以以不同的方式发生。取代突变。例如,如果胞嘧啶核苷酸被胸腺核苷酸代替,则称为C取代。这种类型的突变可能会产生不同的影响,这取决于其在DNA序列中发生的位置。如果它发生在非编码区域,则可能对生物体没有影响。但是,如果它发生在编码区域中,则可以改变蛋白质的氨基酸序列,从而导致其功能变化。
抗病毒 DNA 胞嘧啶脱氨酶 APOBEC3A 和 APOBEC3B 是癌症突变的主要来源,它们催化胞嘧啶脱氨为尿嘧啶。APOBEC3A 优先靶向单链 DNA,对采用茎环二级结构的 DNA 区域具有明显的亲和力。然而,APOBEC3A 和 APOBEC3B 的详细底物偏好尚未完全确定,DNA 序列对 APO-BEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性的具体影响仍有待研究。在这里,我们发现 APOBEC3B 也选择性地靶向 DNA 茎环结构,它们与 APOBEC3A 脱氨的结构不同。我们开发了 Oligo-seq,这是一种基于体外测序的方法,用于识别促进 APOBEC3A 和 APOBEC3B 活性的特定序列环境。通过这种方法,我们证明了 APOBEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性受到目标胞嘧啶周围特定序列的强烈调控。此外,我们还确定了 APOBEC3B 和 APOBEC3A 的结构特征,这些特征决定了它们的底物偏好。重要的是,我们确定了肿瘤基因组内发夹形成序列中 APOBEC3B 诱导的突变与 APOBEC3A 突变的 DNA 茎环序列不同。总之,我们的研究提供了证据,表明 APOBEC3A 和 APOBEC3B 可以在癌症基因组中产生不同的突变景观,这是由它们独特的底物选择性驱动的。
和RNA仅由四个不同的核苷酸组成。所有核苷酸都有一个共同的结构:由磷酸盐键连接到戊糖(五碳糖分子)的磷酸基团,而磷酸盐又与有机碱有关。在RNA中,五肠结是核糖;在DNA中,它是脱氧核糖。 DNA和RNA核苷酸的唯一其他差异是,这两个有机碱基之一之间的一个不同。 在DNA和RNA中都发现了碱,鸟嘌呤和胞嘧啶。胸骨仅在DNA中发现,尿嘧啶仅在RNA中发现。 基础通常分别缩写为A,G,C,T和U。 为方便起见,当将长核苷酸序列写出时,也会使用单个字母。在RNA中,五肠结是核糖;在DNA中,它是脱氧核糖。DNA和RNA核苷酸的唯一其他差异是,这两个有机碱基之一之间的一个不同。在DNA和RNA中都发现了碱,鸟嘌呤和胞嘧啶。胸骨仅在DNA中发现,尿嘧啶仅在RNA中发现。基础通常分别缩写为A,G,C,T和U。为方便起见,当将长核苷酸序列写出时,也会使用单个字母。