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片上集成人工微结构光场调控（特邀） - 陈树琪
[20] Liu W W，Chen S Q，Li Z C等。使用单层跨表面[J]在Terahertz区域中在Terahertz区域中传输模式下的极化转换实现。光学信，2015，40（13）：3185-3188。
计算机视觉支持的 GWAS 识别出大量毛果杨植物再生的候选调控因子
植物再生是植物繁殖的一个重要方面，也是转基因植物生产的关键步骤。然而，不同基因型和物种的再生能力差异很大，其分子基础在很大程度上是未知的。全基因组关联研究 (GWAS) 等关联作图方法早已证明能够帮助揭示植物性状变异的遗传基础；然而，这些方法的性能取决于表型分析的准确性和规模。为了对模型树杨树的植物愈伤组织和芽再生进行大规模 GWAS，我们开发了一个涉及语义分割的表型组学工作流程，以量化再生植物组织随时间的改变。我们发现得到的统计数据高度非正态分布，因此采用了变换或排列以避免违反 GWAS 中使用的线性模型的假设。我们报告了超过200个统计学上支持的数量性状基因位点（QTL），其中基因包含或接近顶级QTL，包括细胞粘附、应激信号和激素信号通路的调控因子，以及其他多种功能。我们的研究结果鼓励植物再生过程中激素信号转导模型除了通常考虑的生长素和细胞分裂素途径外，还应考虑应激相关信号（例如涉及茉莉酸和水杨酸）的关键作用。我们鉴定的假定调控基因和生物学过程为理解植物再生的生物学复杂性提供了新的见解，并可能成为改善顽固基因型和物种再生和转化的新方法。
388 个人类大脑的单细胞基因组学和调控网络
Prashant S. Emani 1,2†，Jason J. Liu 1,2†，Declan Clarke 1,2†，Matthew Jensen 1,2†，Jonathan Warrell 1,2†，Chirag Gupta 3,4†，Cagat Lee 1,5†Ay Dursun 1,2 Dursun 1,2 GALEEV 1,2，AHYEON HWANG 5,6，YUNYANG LI 2,7，PENGYU NI 1,2，Xiao ZD E JAKEN E E. PSICE 1,2 LAV BENDL 9,10,11,12，Lucy Bicks 13，Tanima Chatterjee 1,2 1 Gan DI 9,12，16，Sophia Gaynor-Gillett 14,17，Jennifer Grundman 13，Natalie Hawken 13，Ella Henry 1,2，Gabriel E. Hoffman 9,10,11,12,18,19 Junhao Liu 5，Shuang Liu 4，Shaojie MA 21,22，Michael Margolis 13，Samantha Mazariegos 13，Jill Moore 2，Edha Jennifer 24 3，Milos Pjanic 9,10,11,11,11，12 Megan Spector 14，Brisley Wasley Jilrie Rosema 3，Gaoyuan Wang 1,2，Yan Xia 1,2，Shaohua Xiao 13，Andrew C. Yang 1,2，Suesen Zheng 1,2，Michael J. Gandal 26,27,28,29,30 Hiping Weng 23，Kevin P. White 33，Hyejung赢得34，Matthew J. Girgenti 25,35,36*，Jing Zhang 5*，Daifeng Wang 18,4,337*，，2,7,24,39*
2024; 20(5): 1871-1883. doi: 10.7150/ijbs.91112 综述 辐射诱导细胞焦亡、铁死亡和坏死性凋亡的发生机制及调控机制
1.中南大学湘雅医院肿瘤科，长沙 410008。2.湖南中医药大学长沙口腔医院，长沙 3.广州医科大学第三附属医院，广州 4.上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科，上海市骨关节疾病防治重点实验室，上海市创伤骨科研究所，上海市骨关节疾病防治重点实验室，上海市瑞金二路 197 号，200025。5.四川大学华西医院肿瘤中心放疗科、头颈肿瘤科，四川成都 610041。6.中南大学湘雅医院湘雅肺癌中心，长沙 410008。 7. 中南大学湘雅医院国家老年疾病临床研究中心，湖南长沙 410008。
解读非编码变异：研究其在基因调控和人类疾病中的作用的最新方法
全基因组关联研究 (GWAS) 已经绘制了非编码基因组中 90% 以上的疾病和数量性状相关变异。非编码调控 DNA（例如启动子和增强子）和 RNA（例如 5 ′ 和 3 ′ UTR 和剪接位点）对于调节时间和组织特异性基因表达至关重要。非编码变异可能会通过改变顺式调控元件的分子识别影响生物体的表型，从而导致基因失调。然而，确定非编码变异、基因调控和人类疾病之间的因果关系仍然具有挑战性。已经开发了实验和计算方法来了解转录和转录后水平上非编码变异干扰所涉及的分子机制。本综述讨论了评估疾病相关单核苷酸变异 (SNV) 的最新方法，并确定了它们对转录因子 (TF) 结合、基因表达、染色质构象、转录后调控和翻译的影响。
CTCF 拓扑边界的解剖揭示了增强子-致癌基因调控的原理
增强子-基因通讯依赖于拓扑关联域 (TAD) 和由 CCCTC 结合因子 (CTCF) 绝缘子强制执行的边界，但其潜在的结构和机制仍然存在争议。在这里，我们研究了一种通常隔离成纤维细胞生长因子 (FGF) 致癌基因但在胃肠道间质瘤 (GIST) 中被 DNA 高甲基化破坏的边界。该边界包含一系列 CTCF 位点，可强制相邻的 TAD，一个包含 FGF 基因，另一个包含 ANO1 及其推定的增强子，它们在 GIST 及其可能的起源细胞中具有特异性活性。我们表明，边界中四个 CTCF 基序的协调破坏会融合相邻的 TAD，允许 ANO1 增强子接触 FGF3，并导致其强烈诱导。高分辨率微 C 图揭示了 ANO1 增强子和 FGF3 启动子中的转录起始位点之间的特定接触，这种接触与 FGF3 诱导呈定量关系，因此接触频率的适度变化会导致表达的强烈变化，与因果关系一致。
控制高度保守的植物干细胞调节剂的顺式调控区域的极端重组
一个引人注目的悖论是，具有长期保守的蛋白质序列、功能和表达模式的基因通常表现出极为不同的顺式调控序列。目前仍不清楚如此剧烈的跨物种顺式调控进化如何使基因功能得以保存，以及这些差异在多大程度上影响物种内出现的顺式调控变异如何影响表型变化。在这里，我们使用一种在表达模式和功能上保守了约 1.25 亿年的植物干细胞调节剂来研究这些问题。通过在两个远亲模型拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 和番茄 (Solanum lycopersicum) 中进行体内基因组编辑，我们在干细胞抑制基因 CLAVATA3 (CLV3) 的上游和下游区域生成了 70 多个缺失等位基因，并比较了它们对共同表型（即结出果实的心皮数量）的单独和综合影响。我们发现，与下游区域相比，番茄 CLV3 上游序列对哪怕是微小的扰动都高度敏感。相比之下，拟南芥 CLV3 功能对编码序列上游和下游的严重破坏具有耐受性。上游和下游缺失的组合也揭示了不同的调控结果。在番茄中，添加下游突变带来的表型增强主要是微弱的和附加的，而对拟南芥 CLV3 的两个区域进行突变则产生了显著的协同效应，显示出功能性顺式调控序列的不同分布和冗余。我们的研究结果证明了高度保守的植物干细胞调节器的顺式调控结构组织具有显著的可塑性，并表明顺式调控序列空间的重大重构是一种常见但又隐蔽的进化力量，它改变了保守基因调控变异的基因型与表型关系。最后，我们的研究结果强调了需要对顺式调控的空间结构进行谱系特异性解剖，以便有效地设计作物中保守的生产力基因的性状变异。
使用 Cas9 和 AAV 研究全长 CFTR cDNA 替换引起的不利基因组和调控变化
一种替代全长 CFTR cDNA 的“通用策略”可治疗 99% 以上的囊性纤维化 (pwCF) 患者，无论他们的具体突变如何。基于 Cas9 的基因编辑被用于在气道基底干细胞的 CFTR 基因座处插入 CFTR cDNA 和截短的 CD19 (tCD19) 富集标签。该策略将 CFTR 功能恢复到非 CF 水平。在这里，我们通过评估 CFTR cDNA 插入后的基因组和调控变化来研究这种方法的安全性。首先通过使用 CAST-seq 量化基因重排来评估安全性。在验证编辑和富集的气道细胞中恢复的 CFTR 功能后，使用 ATAC-seq 表征 CFTR 基因座开放染色质谱。使用 scRNA-seq 评估编辑细胞中的再生潜力和差异基因表达。 CAST-seq 发现 0.01% 的等位基因发生易位，主要发生在非致癌脱靶位点，1% 的等位基因发生大量插入缺失。分化气道上皮细胞的开放染色质谱除 CFTR cDNA 和 tCD19 盒对应的区域外，没有出现明显变化，表明基因调控没有可检测到的变化。编辑后的干细胞产生的气道细胞类型与对照相同，基因表达的改变最小。总体而言，通用策略显示出轻微的不良基因组变化。
基因丢失和顺式调控新陈代谢塑造了有尖酵母 Hanseniaspora uvarum 中的核心组蛋白基因进化
尽管核心组蛋白基因的蛋白质序列保守，但它们表现出显著的顺式调控机制多样性。然而，这种调控周转的动态和意义尚不清楚。在这里，我们描述了芽殖酵母中 4 亿年来核心组蛋白基因调控的进化史。我们发现，由反式调控因子 Spt10 介导的典型核心组蛋白调控模式很古老，可能出现于 3.2 亿至 3.8 亿年前，并且在大多数现存物种中都是固定的。出乎意料的是，我们发现 Hanseniaspora 属在其快速进化的谱系中出现了一种新的核心组蛋白调控模式，这与其旁系同源核心组蛋白基因的 1 个拷贝丢失同时发生。我们表明，通过组蛋白控制区中的顺式调控变化，祖先的 Spt10 组蛋白调控模式被衍生的 Mcm1 组蛋白调控模式所取代，并且这种重新布线事件发生时反式调控因子 Mcm1 本身没有变化。最后，我们研究了转基因 Hanseniaspora uvarum 的细胞周期和组蛋白合成的生长动力学。我们发现 H. uvarum 分裂迅速，大多数细胞在 60 分钟内完成一个细胞周期。有趣的是，我们观察到 H. uvarum 中组蛋白和 DNA 合成之间的调控耦合丢失了。我们的结果表明，核心组蛋白基因调控在芽殖酵母中早已固定，但在 Hanseniaspora 快速进化谱系中却发生了很大分化。