不同基因组片段的差异性积累是具有节段基因组的病毒的共同特征。宿主内基因组片段积累的可重复和特定模式被称为“基因组公式”。有人推测和一些实验支持基因组公式通过拷贝数变异调节基因表达发挥功能性作用。然而,基因组公式调控机制尚未确定。在本研究中,我们调查了八分体纳米病毒蚕豆坏死矮化病毒 (FBNSV) 的基因组公式是否由作用于单个片段而不是病毒种群水平的过程调控。我们使用叶片渗透系统来表明 FBNSV 的两个积累最多的基因组片段在蚕豆组织中比其他片段具有更大的内在积累能力。然而,作用于单个片段水平的过程不足以产生基因组公式,这表明涉及作用于超片段水平的其他机制。事实上,在系统性感染过程中,具有重要功能的片段的缺失会极大地改变其他片段的相对频率,这表明基因组公式是片段组的一个属性。总之,这些结果表明,FBNSV 基因组公式是由一个复杂的过程形成的,该过程在单个片段和片段组水平上起作用。
开发高产营养水稻是缓解发展中国家微量营养素缺乏问题,特别是涉及锌和铁 (Fe) 缺乏的人类营养不良问题,并实现更好应用的一种方法。Fe 和 Zn 等微量营养素的运输主要通过烟胺合酶 (OsNAS) 基因家族调控,而产量是一种涉及多个基因座的复杂性状。通过 CRISPR (成簇的规律间隔的短回文重复序列)-Cas9 进行基因组编辑,重点关注 OsNAS2 启动子,特别是删除位置 -933 处的顺式调控元件 ARR1AT,以增强籽粒和单株植物中 Zn 的积累。结果表明,我们的启动子编辑增加了单株植物的 Zn 浓度。证据还表明,每个主穗的小穗数量增加可导致单株籽粒增加。这些性状在“无转基因”和纯合植物后代中遗传。需要进行进一步研究来验证田间条件下的性状表现并阐明小穗增加的原因。
心血管疾病是最危险的疾病,可导致人体循环系统功能障碍,并最终导致心源性猝死风险增加(1,2)。越来越多的证据表明,转录失调导致的基因异常表达是多种心血管疾病的主要原因之一(3-5)。转录调控是一个复杂的过程,它通过促进DNA调控元件和转录调控因子之间的通讯来控制基因表达。随着测序技术的发展和大量心血管多组学数据的发布,从组学角度识别致病转录调控因子或顺式调控元件是揭示心血管疾病病理分子机制和开发新药理学策略的有效方法。最近,多项研究强调了几种转录调节因子在心血管疾病发展中的生物学功能,例如 Tbx1 抑制心肌梗死区域内的自身免疫反应,IRX2 诱导扩张型心肌病中的心肌纤维化水平,BACH1 促进血管平滑肌细胞的去分化表型(6-8)。从机制上讲,转录调控是真核细胞细胞核中最关键的步骤,它将遗传信息从 DNA 传递到 RNA。转录调控过程发生在近端启动子区或远端增强子区,并由多种转录因子、染色质重塑复合物和
1 密歇根大学分子、细胞与发育生物学系,密歇根州安娜堡,美国 2 密歇根大学生态与进化生物学系,密歇根州安娜堡,美国 通讯作者 Patricia J. Wittkopp,wittkopp@umich.edu 生态与进化生物学系 分子、细胞与发育生物学系 4010 生物科学大楼 1105 北大学大道 密歇根大学,密歇根州安娜堡 48109-1048 美国 电话:+1-734-763-1548 所有作者电子邮件地址 siddiqm@umich.edu (MAS) wittkopp@umich.edu (PJW) 简称:酵母的调控进化机制 关键词:基因表达、调控网络、顺式调控、选择、突变 摘要 酵母调控变异的研究——在新的突变水平、物种内的多态性和物种间的分化——为真核生物基因表达进化的分子和进化过程提供了深刻见解。酵母基因组越来越容易被操纵,表达也越来越容易以高通量方式量化,这最近加速了对多个进化时间尺度上的顺式和反式调控变异的机制研究。例如,这些研究确定了影响其进化命运的顺式和反式突变性质的差异,通过实验表征了顺式和反式调控变异发挥作用的分子机制,并说明了调控网络如何在有或没有基因表达变化的物种之间出现分歧。
由于固有的波动,风能整合到大规模的网格中会带来不稳定和其他安全风险。在本研究中,提出了使用多代理深钢筋学习,风力涡轮机(WT)的新协调控制策略和混合动力储能系统(HESS)是为了进行风能平滑的目的,其中HESS与转子动能和风力涡轮机的旋翼动能结合在一起。首先,通过自适应变化模式分解(VMD)预测风力发电量并分解为高,中和低频组件。然后,通过多代理双层列表深层确定性策略梯度算法(MATD3)进行高频和中频的参考功率的最佳二级分配,以平滑功率输出。为了提高学习的勘探能力,将一种新型的α-状态lévy噪声注入了MATD3的动作空间,并动态调节了噪声。模拟和RT-LAB半物理实时实验结果表明,提出的控制策略可以合理地充分利用WT和HESS组合生成系统的平滑输出功率,延长储能元件的寿命并降低WT的磨损。
Engl J Med,2013,368:107-16 [4] Jin SC,Benitez BA,Karch CM等。trem2中的编码变体增加了阿尔茨海默氏病的风险。Hum Mol Genet,2014,23:5838-46 [5] Schwabe T,Srinivasan K,Rhinn H.移动范式:小胶质细胞在阿尔茨海默氏病中的核心作用。Neurobiol Dis,2020,143:104962 [6] Zhang Y,Chen K,Sloan SA等。大脑皮层的神经胶质,神经元和血管细胞的RNA测序转录组和剪接数据库。J Neurosci,2014,34:11929-47 [7] Lloyd AF,Miron Ve。小胶质细胞在中枢神经系统中的促估计性特性。nat Rev Neurol,2019,15:447-58 [8] Butovsky O,Ziv Y,Schwartz A等。由IL-4或IFN-γ激活的小胶质细胞差异地诱导了成人茎/祖细胞的神经发生和寡构成。mol Cell Neurosci,2006,31:149-60 [9] Ulland TK,Song Wm,Huang SC等。TREM2在阿尔茨海默氏病中保持小胶质细胞代谢适应性。Cell,2017,170:649-63.E13 [10] Daws MR,Lanier LL,Seaman WE等。新型小鼠髓样DAP12-相关受体家族的克隆和表征。EUR J Immunol,2001,31:783-91 [11] Dean HB,Roberson ED,Song Y. Trem2中与神经退行性疾病相关的变体破坏了免疫球蛋白领域的顶端配体结合区域。前神经,2019,10:1252-67 [12] Sasaki A,Kakita A,Yoshida K等。小胶质细胞DAP12和TREM2基因在NASU-Hakola病中的可变表达。神经遗传学,2015,16:265-76 [13] Jay TR,Von Saucken VE,Landreth GE。trem2在神经退行性疾病中。mol Neurodegener,2017,12:56-89 [14] Forabosco P,Ramasamy A,Trabzuni D等。通过人脑基因表达数据网络分析对TREM2生物学的见解。Neurobiol老化,2013,34:2699-714 [15] Schlepckow K,Kleinberger G,Fukumori A等。与阿尔茨海默氏症相关的trem2变体发生在亚当裂解位点,并效果脱落和吞噬功能。embo mol Med,2017,9:1356-65 [16] Bouchon A,Dietrich J,ColonnaM。尖锐边缘:炎症反应可以由Trem-1触发,Trem-1是一种在中性粒细胞和单核细胞上表达的新型受体。J Immunol,2000,164:4991-5 [17] Del-Aguila JL,Benitez BA,Li Z等。 TREM2脑转录本特异性研究和TREM2突变载体。 mol Neurodegener,2019,14:18-31 [18] Lanier LL,Corliss BC,Wu J等。 带有基于酪氨酸的活化基序的免疫受体DAP12参与激活NK细胞。 自然,1998,391:703-7 [19] Thornton P,Sevalle J,Deery MJ等。 trem2在H157-S158键上通过裂解脱落,以加速阿尔茨海默氏病相关的H157Y变体。 Embo Mol Med,2017,9:1366-78 [20] Piccio L,Buonsanti C,Cella M等。 识别J Immunol,2000,164:4991-5 [17] Del-Aguila JL,Benitez BA,Li Z等。TREM2脑转录本特异性研究和TREM2突变载体。mol Neurodegener,2019,14:18-31 [18] Lanier LL,Corliss BC,Wu J等。带有基于酪氨酸的活化基序的免疫受体DAP12参与激活NK细胞。自然,1998,391:703-7 [19] Thornton P,Sevalle J,Deery MJ等。trem2在H157-S158键上通过裂解脱落,以加速阿尔茨海默氏病相关的H157Y变体。Embo Mol Med,2017,9:1366-78 [20] Piccio L,Buonsanti C,Cella M等。识别
细菌病原体,如结核分枝杆菌 ( Mtb ),利用转录因子来使其生理适应宿主内的不同环境。 CarD 是一种保守的细菌转录因子,对 Mtb 的生存至关重要。与通过结合特定 DNA 序列基序来识别启动子的传统转录因子不同, CarD 直接与 RNA 聚合酶结合,以在转录起始期间稳定开放复合中间体 (RP o )。我们之前使用 RNA 测序表明,CarD 能够在体内激活和抑制转录。然而,尽管结合任何 DNA 序列,CarD 如何在 Mtb 中实现启动子特异性调控结果仍不清楚。我们提出了一个模型,其中 CarD 的调控结果取决于启动子的基础 RP o 稳定性,并使用来自具有不同 RP o 稳定性水平的一组启动子的体外转录来测试该模型。我们表明,CarD 直接激活 MTB 核糖体 RNA 启动子 rrnA P3 (AP3) 的全长转录本产生,并且 CarD 的转录激活程度与 RP o 稳定性呈负相关。利用 AP3 的延伸 -10 和鉴别器区域中的靶向突变,我们表明 CarD 直接抑制形成相对稳定 RP o 的启动子的转录。DNA 超螺旋也会影响 RP o 稳定性并影响 CarD 调控的方向,这表明 CarD 活性的结果可受启动子序列以外的因素调控。我们的研究结果为 RNA 聚合酶结合转录因子(如 CarD)如何根据启动子的动力学特性发挥特定的调控结果提供了实验证据。
摘要 在胚胎干细胞 (ESC) 中,核心转录因子 (TF) 网络建立了多能性所必需的基因表达程序。为了解决四种关键 TF 之间的相互作用如何促进小鼠 ESC 中的顺式调控,我们分析了两个由 SOX2、POU5F1 (OCT4)、KLF4 和 ESRRB 的结合位点组成的大规模并行报告分析 (MPRA) 文库。合成的顺式调控元件与具有可比结合位点配置的基因组序列之间的比较揭示了调控语法的某些方面。合成元件的表达受结合位点的数量和排列的影响。这种语法对基因组序列的作用很小,因为基因组序列的相对活性最好通过预测的结合位点占用率来解释,而与结合位点身份和定位无关。我们的结果表明,转录因子结合位点 (TFBS) 的影响受位点顺序和方向的影响,但在基因组中,TF 的整体占用率是活性的主要决定因素。
。CC-BY-NC 4.0 国际许可下可用(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2023 年 11 月 15 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.05.23.541950 doi:bioRxiv 预印本
摘要 线粒体含有一个独立的基因组,称为线粒体 DNA (mtDNA),其中包含必需的代谢基因。尽管 mtDNA 突变发生频率很高,但它们很少被遗传,这表明生殖系机制限制了它们的积累。为了确定生殖系 mtDNA 是如何调控的,我们研究了秀丽隐杆线虫原始生殖细胞 (PGC) 中 mtDNA 数量和质量的控制。我们发现 PGC 结合多种策略来产生 mtDNA 数量的低点,方法是将线粒体分离成叶状突起,这些突起会被相邻细胞蚕食,同时通过自噬消除线粒体,使整体 mtDNA 含量降低两倍。当 PGC 离开静止状态并分裂时,mtDNA 会复制以维持每个生殖系干细胞约 200 个 mtDNA 的设定点。尽管同类相食和自噬会随机消除线粒体 DNA,但我们发现,独立于 Parkin 和自噬的激酶 PTEN 诱导激酶 1 (PINK1) 优先减少突变线粒体 DNA 的比例。因此,PGC 采用并行机制来控制种系线粒体 DNA 创始群体的数量和质量。