从历史上看,MPOX被认为是一种流行的人畜共患病,通过与西部和中非的储层啮齿动物宿主接触来传播。然而,在2022年5月,发现了人类的MPOX病例在国际上传播,这些案例在拥有已知流行水库的国家以外。在测序2022年的第一批病例时,它们与先前采样的最接近的MPOX病毒(MPXV)共享了42个核苷酸差异。几乎所有这些突变都是Apobec3脱氨酶的作用的特征,即具有抗病毒功能的宿主酶。假设APOBEC3编辑是人类MPXV感染的特征,我们开发了一种双过程系统发育分子时钟,该时钟每年推断出〜6个APOBEC3突变的速率 - 估计MPXV自2016年以来一直在人类中循环。这些持续MPXV传播的观察结果表明了MPXV流行病学的感知范式作为人畜共患病的基本转变,并强调了需要修改MPXV周围的公共健康消息以及爆发管理和控制的必要性。s
毒素 - 抗毒素(TA)系统是细菌用来调节噬菌体防御等细菌过程的普遍存在的两基因基因座。在这里,我们演示了一种新型III型TA系统AVCID的机制,并激活了对噬菌体感染的抵抗力。系统的毒素(AVCD)是一种脱氧胞苷脱氨酶,将脱氧胞苷(DC)转化为脱氧尿苷(DU),而RNA抗毒素(AVCI)抑制AVCD活性。我们已经表明,AVCD在噬菌体感染时脱氨基核苷酸脱氨基核苷酸,但是激活AVCD的分子机械词是未知的。在这里我们表明,AVCD的激活是由噬菌体诱导的宿主转录抑制,导致不稳定AVCI的降解。AVCD激活和核苷酸耗竭不仅减少噬菌体复制,而且还增加了缺陷的噬菌体形成。令人惊讶的是,AVCID不抑制的T7等噬菌体的感染也导致AVCI RNA抗毒素降解和AVCD激活,这表明AVCI的耗竭不足以赋予对某些噬菌体的保护。相反,我们的结果支持像T5这样较长复制周期的噬菌体对AVCID介导的保护敏感,而像T7这样的复制周期较短的噬菌体具有抗性。
心血管疾病(CVD)是一类对全球健康有重大影响并是导致死亡的主要原因的疾病。核糖核酸(RNA)中大量的化学碱基修饰与心血管疾病相关。细胞中存在着各种各样的核糖核酸修饰,其中腺苷脱氨酶依赖性修饰是最常见的核糖核酸修饰之一。作用于核糖核酸的腺苷脱氨酶1(Adenosine deaminase acting on RNA 1)是一种广泛表达的双链核糖核酸腺苷脱氨酶,它通过催化腺苷在目标核糖核酸的特定位点脱氨形成肌苷(A-to-I)。本综述对腺苷脱氨酶RNA-1的结构进行了全面的概述,并总结了ADAR1介导的核糖核酸编辑在心血管疾病中的调控机制,表明腺苷脱氨酶RNA-1是心血管疾病的一个有希望的治疗靶点。
体外表征 ADAR 异构体的 RNA 编辑特异性和体外表征 ADAR 异构体的 RNA 编辑特异性和脱氨酶结构域
1. 英国伦敦癌症研究所癌症药物研发中心 7 2. 上海生物制品研究所,上海,中国 8 3. 广东工业大学生物医学与制药科学研究所,广州,中国 9 4. 中国农业科学院深圳农业基因组研究所,深圳,中国 10 5. 广州医科大学 GMU-GIBH 联合生命科学学院,广州,中国 11
摘要 当细菌细胞接触时,通常会通过毒素传递介导拮抗作用。此类接触对受体细胞产生长期有益影响的可能性尚未得到研究。在这里,我们研究了 DddA 中毒的影响,DddA 是一种胞嘧啶脱氨酶,通过伯克霍尔德菌的 VI 型分泌系统 (T6SS) 传递。尽管 DddA 具有杀灭潜力,但我们观察到几种细菌对 DddA 有抵抗力,反而会积累突变。这些突变可导致获得抗生素耐药性,这表明即使在没有杀灭的情况下,细菌间拮抗作用也会对目标群体产生深远影响。对脱氨酶超家族中其他毒素的研究表明,诱变活性是这些蛋白质的共同特征,包括我们展示的代表性毒素,它以单链 DNA 为目标,并显示出明显不同的结构。我们的研究结果表明,细菌间拮抗相互作用的一个令人惊讶的结果可能是通过直接诱变毒素的作用促进适应。
耐多药结核分枝杆菌 ( Mtb ) 感染严重危害全球人类健康,迫切需要新的治疗策略。高效的基因组编辑工具有助于识别参与细菌生理、发病机制和耐药机制的关键基因和途径,从而有助于开发耐药结核病的新疗法。在这里,我们报告了一个双质粒系统 MtbCBE,用于灭活基因并在 Mtb 中引入点突变。在该系统中,辅助质粒 pRecX-NucS E107A 表达 RecX 和 NucS E107A 以抑制 RecA 依赖性和 NucS 依赖性的 DNA 修复系统,碱基编辑质粒 pCBE 表达结合胞苷脱氨酶 APOBEC1、Cas9 切口酶 (nCas9) 和尿嘧啶 DNA 糖基化酶抑制剂 (UGI) 的融合蛋白。这两个质粒共同实现了结核分枝杆菌基因组中所需位点处 G:C 到 A:T 碱基对的有效转换。碱基编辑系统的成功开发将有助于阐明结核分枝杆菌致病机理和耐药性的分子机制,并为开发其他微生物的碱基编辑工具提供重要启发。
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腺苷到肌苷 (A-to-I) 编辑是一种 RNA 转录后修饰,可改变其序列、编码潜力和二级结构。在作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 (ADAR) 蛋白 ADAR1 和 ADAR2 的催化下,A-to-I 编辑发生在小鼠的约 50 000 – 150 000 个位点上,而人类的位点则达到数百万个。绝大多数 A-to-I 编辑发生在重复元素中,这解释了物种间位点总数的差异。ADAR1 在哺乳动物中编辑的主要物种保守作用是抑制未编辑的细胞来源的内源性 RNA 引起的先天免疫激活。在没有编辑的情况下,反向配对序列(例如 Alu 元素)被认为会形成稳定的双链 RNA (dsRNA) 结构,从而触发 dsRNA 传感器(例如 MDA5)的激活。一小部分编辑位点位于编码序列内,并且在后生动物中进化保守。已证明 ADAR2 编辑对于大脑神经递质受体的重新编码具有生理重要性。此外,RNA 编辑的变化与各种病理状态有关,从严重的自身免疫性疾病 Aicardi-Goutières 综合征到各种神经发育和精神疾病以及癌症。但是,检测到编辑位点是否意味着功能重要性?人类和转基因小鼠模型中的遗传学研究以及进化基因组学已开始阐明 A-to-I 编辑在体内的作用。此外,最近的发展表明在癌症等病理条件下编辑可能具有不同的功能。
系统已被探索作为有效的选择剂来消除未编辑的细胞,从而大大简化了细菌中的基因操作过程。9尽管基于 CRISPR/Cas 的基因组编辑方法简单且高效,但它们仍然依赖于细菌中的 HR 来实现精确的基因操作,因此难以在某些缺乏强大 HR 系统的细菌(如结核分枝杆菌)中建立。最近,脱氨酶介导的碱基编辑系统的发展为生物学中的精确基因操作提供了新策略。10 – 12碱基编辑系统使用脱氨反应和随后的 DNA 复制过程直接转换目标碱基,而不是前面提到的基于 CRISPR/Cas 的基因组编辑方法中所利用的 HR。已经建立了两种主要类型的碱基编辑系统:胞嘧啶碱基编辑器(CBE)10,11 和腺嘌呤碱基编辑器(ABE)。 12,13 CBE 已广泛用于各种生物体(包括真核生物 10,11,14 - 17 和一些细菌物种 17 - 22)中的可编程胞嘧啶到胸腺嘧啶的转化,而 ABE 主要在真核生物中建立,例如哺乳动物细胞 12,23 和植物 24,25,用于精确的腺嘌呤到鸟嘌呤的转化。最近,在链霉菌中开发了一种名为 CRISPR-aBEST 的 ABE 系统。13 此外,还开发了可编程的腺苷到肌苷和胞苷到尿苷的 RNA 编辑器。26,27