作用于RNA(ADARS)的摘要腺苷脱氨酶是将腺苷转化为双链RNA中的插入(RNA编辑A-TO-I)的酶。adar1和adar2先前被报道为HIV-1前病毒因素。这项研究的目的是研究HIV-1表达期间ADAR2核糖核蛋白蛋白复合物的组成。通过在表达HIV-1然后进行质谱分析的细胞中使用双标记亲和力纯化程序,我们确定了10个非核糖体ADAR2-相互作用因子。先前发现了与长的散布元素1(Line1或L1)核糖核颗粒相关的这些蛋白质的很大一部分,并调节L1逆转录子的生命周期。考虑到我们先前证明ADAR1是Line-1逆转录座子活性的抑制剂,我们研究了ADAR2是否也起着相似的功能。为了达到这个目标,我们在过表达或消融的ADAR2的细胞中进行了特定的细胞培养逆转录分析。这些实验揭示了ADAR2作为L1反转座的抑制剂的新功能。此外,我们表明ADAR2结合了基底L1 RNP复合物。
CRISPR/CAS9介导的基因组编辑技术引发了生物学研究的革命(Jinek等,2012)。cas9与指南RNA在精确的位置上切割DNA,并通过包括动物和植物在内的高层真核细胞中的非同源末端连接(NHEJ)途径有效地修复所得的双链断裂(DSB)。由于NHEJ的维修过程是容易出错的,因此结果结果主要是框架之外的事件。因此,CAS9主要被认为是一种高度效力的“敲除”工具,并深深地认为无法在没有重大修改的情况下形成框架基础转换。结果,框架内的基础变化必须依赖于脱氨酶介导的基础编辑器(Komor等,2016; Gaudelli等,2017),主要编辑工具(Anzalone等,2019)或通过同源指导性维修或NHEJ通过供体DNA模板的低效率融合。最近,越来越多的证据表明,NHEJ修复结果是非随机且可预测的(Shen等,2018; Allen等,2018; Chen等,2019)。的确,众所周知,即使在同一切割部位, +1/–1 bp indels也常常主导NHEJ修复结果。我们突然意识到
摘要:定点 RNA 编辑 (SDRE) 技术在治疗点突变引起的遗传疾病方面具有巨大潜力。我们小组和其他研究人员已经开发出利用作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 (ADAR) 和引导 RNA 招募 ADAR 来靶向带有点突变的 RNA 的 SDRE 方法。一般来说,有效的 SDRE 依赖于引入相对于靶基因的大量引导 RNA。然而,对于基因治疗应用来说,实现较大的比例是不可能的。为了实现现实的比例,我们在此开发了一种系统,该系统可以使用由 ADAR 片段组成的融合蛋白和在单个构建体上包含每个基因一个拷贝的质粒载体将相等数量的基因和引导 RNA 引入培养细胞。我们将单个构建体转染到 HEK293T 细胞中并实现了相对较高的效率(高达 42%)。结果表明,当所有三个因素(靶基因、引导 RNA 和 ADAR 酶)的拷贝数相似时,可以实现有效的 SDRE。该方法有望在体内实现高效的基因修复,从而可应用于基因治疗。
图 1. 开发腺嘌呤碱基编辑来纠正 SMN2 外显子 7 C6T。a、未受影响个体和脊髓性肌萎缩症 (SMA) 患者的 SMN1 和 SMN2 示意图。SMN1 中的突变会导致 SMA,因为 SMN 蛋白会消耗,而这可以通过编辑 SMN2 来恢复。b、与 SMN1 相比,SMN2 外显子 7 C 到 T (C6T) 多态性的示意图,其中有碱基编辑器 gRNA 靶位及其估计的编辑窗口。cd、当使用由腺嘌呤脱氨酶结构域 ABEmax 33,38、ABE8.20m 35 和 ABE8e 36 与野生型 SpCas9(面板 c)或 SpRY 37(面板 d)融合的 ABE 时,对 SMN2 C6T 靶向腺嘌呤和其他旁观者碱基进行 A-to-G 编辑,通过靶向测序进行评估。 e,使用 SpRY 或其他宽松 SpCas9 PAM 变体 43 对 SMN2 外显子 7 中的腺嘌呤进行 A 到 G 编辑,通过靶向测序进行评估。图 ce 中的数据来自 HEK 293T 细胞中的实验;n = 3 个独立生物学重复的平均值、sem 和单个数据点。
根际微生物是植物促生和生物防治的重要生物体。为全面系统地了解根际微生物研究热点和前沿动态,从Web of Science中收集了6056篇有关根际微生物的文献,采用CiteSpace 6.1.3和R 5.3.1进行文献计量分析。结果显示,近几十年来该领域的总参考文献量呈上升趋势。中国、印度和巴基斯坦是发文量最多的三个国家,德国、美国和西班牙是与其他国家合作发表论文最多的国家。该领域的核心研究内容是生物防治、细菌群落、ACC脱氨酶、植物修复、诱导系统抗性和植物促生。种子生长、芽孢杆菌、植物生长及生物防治是目前及未来相当长一段时间内根际微生物研究领域的热点。上述研究成果从引文角度定量、客观、科学地描述了2012年至2021年根际微生物研究现状及研究热点,以期推动该领域的深入研究,并为相关领域学者提炼研究动态及科学问题提供参考信息。
病毒进化的原材料是由复制、转录或转录后过程中发生的宿主内突变提供的。冠状病毒科的复制和转录通过合成负义“反基因组”进行,这些“反基因组”充当正义基因组和亚基因组 RNA 的模板。因此,SARS-CoV-2 和其他冠状病毒的基因组突变可能发生在负义或正义 RNA 合成期间(和之后),并可能具有不同的模式和后果。我们首次探索了 SARS-CoV-2(亚)基因组和反(亚)基因组 RNA 的突变谱。我们使用了使用定量链感知测序方法生成的高质量深度测序数据集,控制了伪影和测序错误,并仔细检查以准确检测宿主内多样性。负链和正义链共识之间的核苷酸差异因患者而异,并且与年龄或性别无关。两条 RNA 链上的宿主内次要变异之间的突变模式相似和不同表明存在链特异性突变或宿主脱氨酶和氧化损伤编辑。我们观察到负链上通常存在中性和轻微的负选择,而基因组正链上的 ORF1a、ORF1b 和 S 基因则存在纯化选择。
摘要 碱基编辑有可能改善农业中的重要经济性状,并且可以精确地将 DNA 或 RNA 序列中的单个核苷酸转换为最小的双链 DNA 断裂 (DSB)。腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 是最近出现的用于将目标 A:T 转换为 G:C 的碱基编辑工具,但尚未在绵羊身上使用。ABEmax 是 ABE 的最新版本之一,它由催化受损的核酸酶和实验室进化的 DNA 腺苷脱氨酶组成。骨形态发生蛋白受体 1B (BMPR1B) 基因中的 Booroola 繁殖力 (FecB B) 突变 (g.A746G, p.Q249R) 会影响许多绵羊品种的繁殖力。在本研究中,通过使用 ABEmax,我们成功获得了具有确定点突变的羔羊,这些突变导致氨基酸替换 (p.Gln249Arg)。在新生羔羊中,定义的点突变效率为 75%,因为六只羔羊在 FecB B 突变位点 (g.A746G, p.Q249R) 处为杂合子,两只羔羊为野生型。我们在八只经过编辑的羔羊中未检测到脱靶突变。在此,我们报告了由 ABE 生成的首只基因编辑绵羊的验证,并强调了其改善牲畜经济重要性状的潜力。
RNA 加工和代谢在细胞内受到精确调控,以确保 RNA 的完整性和功能。尽管随着 CRISPR-Cas13 系统的发现和改造,靶向 RNA 工程已成为可能,但同时调节不同的 RNA 加工步骤仍然无法实现。此外,与 dCas13 融合的效应物导致的脱靶事件限制了其应用。在这里,我们开发了一个新平台,通过 S 支架标记的 gRNA 进行组合 RNA 工程 (CREST),它可以同时对不同的 RNA 靶标执行多种 RNA 调节功能。在 CREST 中,RNA 支架附加到 Cas13 gRNA 的 3' 端,其同源 RNA 结合蛋白与酶结构域融合以进行操作。以 RNA 可变剪接、A 到 G 和 C 到 U 碱基编辑为例,我们开发了双功能和三功能 CREST 系统,用于同时进行 RNA 操作。此外,通过将 ADAR2 脱氨酶结构域的两个分裂片段分别与 dCas13 和/或 PUFc 融合,我们重建了其在靶位点的酶活性。这种分裂设计可以减少近 99% 的脱靶事件,而这些事件通常是由全长效应物引起的。CREST 框架的灵活性将丰富用于研究 RNA 生物学的转录组工程工具箱。
TALE 碱基编辑器是最近添加到基因组编辑工具箱中的。这些分子工具是转录激活因子样效应结构域 (TALE)、分裂 DddA 脱氨酶半体和尿嘧啶糖基化酶抑制剂 (UGI) 的融合,它们具有直接编辑双链 DNA 的独特能力,将胞嘧啶 (C) 转化为胸腺嘧啶 (T)。为了剖析 TALE-BE 的编辑规则,我们将数十个靶向核基因组位点的 TALE-BE 的筛选与基于将 TALE-BE 靶位点集合精确敲入细胞基因组的中/高通量策略相结合。后一种方法使我们能够深入了解 cellulo 中的编辑规则,同时排除不同基因组位点之间的表观遗传和微环境差异等混杂因素。利用获得的知识,我们设计了靶向 CD52 的 TALE-BE,并实现了非常高的基因敲除频率(高达 80% 的表型 CD52 敲除)。我们进一步证明 TALE-BE 仅产生微不足道的插入/缺失和副产物。最后,我们将两种分子工具(TALE-BE 和 TALEN)结合起来进行多重基因组工程,产生高水平的双基因敲除(~75%),而不会在两个靶位点之间产生易位。
摘要:成熟的B细胞通过类开关重组(CSR)显着使免疫球蛋白(IG)生产多样化,从而允许遥远的“开关”区域的连接。CSR是由Activation诱导的脱氨酶(AID)启动的,该酶(AID)靶向在转录的靶向S区域的单链DNA中充分暴露的细胞糖苷,具有对WRCY基序的特定亲和力。在MAM-MALS中,富含G的序列还存在于S区域,形成有利于CSR的规范G-四链体(G4S)DNA结构。与G4-DNA(G4配体)相互作用的小分子被证明能够在B淋巴细胞中调节CSR,这要么积极地(例如核苷二磷酸激酶同工型)或负面的(例如RHPS4)。G4-DNA也与转录的控制有关,由于它们对CSR和转录调控的影响,富含G4的序列可能在B细胞恶性肿瘤的自然史上起作用。由于G4-DNA位于基因组中的多个位置,尤其是在癌基因启动子中,因此尚待澄清它如何更具体地促进生理学中的合法CSR,而不是致病性易位。G4结构在转录DNA和/或相应的转录本和重组中的特定调节作用似乎是理解免疫反应和淋巴结发生的主要问题。