与自然界中存在的巨大变异和基因组工程师设想的巨大变异相比,创建和表征单个遗传变异的规模仍然有限。在这里,我们介绍了逆转录子文库重组 (RLR),这是一种高通量功能筛选方法,其规模和特异性超过了 CRISPR-Cas 方法。我们利用逆转录子的靶向逆转录活性在体内产生单链 DNA (ssDNA),以 > 90% 的效率整合编辑并实现多路复用应用。RLR 同时引入了许多基因组变异,产生了可通过靶向深度测序寻址的汇集和条形码变异库。我们使用 RLR 对合成的抗生素抗性等位基因进行汇集表型分析,展示了相对增长率的定量测量。我们还使用进化细菌的剪切基因组 DNA 进行 RLR,通过实验查询数百万个序列以寻找因果变异,证明 RLR 特别适合利用大量的自然变异库。使用体内产生的 ssDNA 进行汇集实验为探索整个基因组的变异提供了途径。
Nicotiana Benthamiana是一种在植物生物学和生物技术中广泛采用的模型生物。自2012年最初发行以来,其基因组研究已落后。为了进一步提高其实用性,我们生成和相位的同种异体二磷酸n. benthamiana的完整的2.85 GB基因组组装,所有19个centromeres和38个端粒完全分析。我们发现,尽管甲酸溶剂粒粒子被TY3/GYPSY逆转录座子广泛主导,但基于卫星的centromeres在N. Benthamiana中令人惊讶的是,在N. Benthamiana中,有11个Cendromeres中有11个由超级范围层面卫星阵列展出。有趣的是,富含卫星的和无卫星的丝粒被独特的吉普赛逆转录子广泛入侵,其中CENH3蛋白更优选地占据了CENH3蛋白,这表明它们在中心仪功能中至关重要。我们证明rDNA是丝粒卫星的主要起源,线粒体DNA可以用作Centromere的核心成分。亚基因组分析表明,卫星阵列的出现可能会在多倍体化后基因组休克期间驱动着丝粒的形成和成熟。总的来说,我们提出了本氏菌Centromeres通过Neocentromere的形成,卫星扩张,逆转录转座子富集和mtDNA整合而发展。
摘要:正弦 - vntr- Alu(SVA)逆转录子是仅在灵长类动物基因组中存在的可转座元素(TES)的子类。te插入可以作为顺式调节元素(CRES)选择;但是,使用生物信息学方法和报告基因测定法证明了SVA的调节潜力。这项研究的目的是证明通过CRISPR(群集间隔间隔短的腔粒重复序列)的SVA顺式调节活性),并随后测量直接对局部基因表达的影响。我们识别了17染色体上的一个区域,该区域富含人类特异性SVA。在该区域的比较基因表达分析揭示了多个人体组织中TRPV1和TRPV3的共表达,这在小鼠中未观察到,这突出了两种物种之间的关键调节差异。此外,TRPV1和TRPV3编码序列之间的基因间区域包含位于TRPV3启动子和TRPV1 3'端的上游的人类特定的SVA插入,该插入trpv1的3'端,强调了该SVA作为研究其潜在的CIS -CIS-候选者对这两种基因的候选者。首先,我们生成了SVA报告基因构建体,并证明了它们在HEK293细胞中的转录调节活性。然后,我们设计了一种双目标CRISPR策略,以促进整个SVA序列的删除,并生成编辑的HEK293克隆细胞系,其中包含纯合和杂合SVA缺失。在编辑的纯合∆ SVA克隆中,我们观察到TRPV1和TRPV3 mRNA表达的显着降低,与未经编辑的HEK293相比。此外,我们还观察到杂合∆ SVA克隆中mRNA表达水平的变异性增加。总体而言,在具有SVA缺失的编辑的HEK293中,我们观察到对TRPV1和TRPV3的共表达的中断。在这里,我们提供了人类特异性SVA的示例,其原位调节活性,支持SVA逆转座子的作用,是物种特异性基因表达的贡献者。