热解转化是通往碳基纳米构造的最有希望的可持续途径之一,包括碳点(CDS)。然而,功能化碳点的分子组成仅限于杂原掺杂,并掺入了几个单一金属前体。此外,大多数这些修改都是通过剧烈的后移植程序进行的,需要有机溶剂来用于碳扩散,并且由于不兼容的实验条件而占据了大型潜在反应物的库。在与知名文献的显着差异中,我们在这里披露了一种创新且高度用途的方法,以丰富碳点功能。这种简单的方法将壳聚糖作为碳前体和金属烷氧化物融合为陶瓷前体,并通过碳水化合物溶液的热液转化来探索两个不同的“金属氧化物@碳点”相的双胞胎生长。由于壳聚糖朝金属烷氧化物前体的结构导向效应,一组晶体金属氧化物,包括二氧化钛,氧化钛和氧化铁簇,在原位形成的氮含量碳框架中直接融合。独特的方法,以下方法将水作为溶剂和可再生生物量作为碳源,并有望阐明废弃的生物废物在工程功能性纳米材料方面的隐藏才能。
CCCTC结合因子(CTCF)结合了其11个串联锌(ZF)DNA结合域的哺乳动物ChR量型的增强子和启动子的数十含量。除了12-15 bp的核序列外,某些CTCF结合位点还包含上游和 /或3'下游motifs。在这里,我们分别描述了人类CTCF重叠部分的两个结构,包括ZF1 – ZF7和ZF3 – ZF11与DNA的复合体中的ZF1-ZF7和ZF3 – ZF11,它们将核心序列与3'下游或5'上游基序一起结合在一起。像常规的串联ZF阵列蛋白一样,ZF1 – ZF7 fol-DNA的右手扭曲,每个填充物均占据并识别一个在DNA Major Grove中的三个碱基对的三重态。Zf8 pla ys独特的作用,充当跨DNA或gro的间隔物,并定位ZF9 – ZF11,使其与DNA进行交叉接触。我们将ZF1 – ZF7和ZF8 – ZF11的TW O子分组之间的差异归因于每个纤维内两个位置-6和-5处的残基,而ZF1-ZF7的残基和ZF8 – ZF8 – ZF8 – ZF8-ZF8 – ZF8 – ZF8的ZF1 – ZF7的残基和较小的残基。ZF8也富含碱性氨基酸,该氨基酸使盐桥允许在较小的含量中添加到DNA磷酸盐。较高的特异性Ar ginine-鸟氨酸和谷氨酰胺 - 腺嘌呤相互作用,用于ZFS的常规碱基相互作用位置在常规的碱基相互作用位置上进行补充,也适用于ZF9 – ZF11所采用的跨链相互作用。ZF1 – ZF7和ZF8-ZF11之间的差异可以比例化结构,并且可以促进高实用性CTCF结合位点的识别。
在人类中,β-珠蛋白的特异性畸变会导致镰状细胞病和β-地中海贫血,而这些疾病的症状可以通过增加胎儿珠蛋白 (HbF) 的表达来改善。最近进行的两次 CRISPR-Cas9 筛选以 ~1500 种带注释的序列特异性 DNA 结合蛋白为中心,在表达成人血红蛋白的人类红系细胞中进行,发现了四组 HbF 基因表达的候选调节因子。它们是 (1) 已知可用于控制 HbF 的核小体重塑和去乙酰化酶 (NuRD) 复合蛋白的成员;(2) 七种 C2H2 锌指 (ZF) 蛋白,其中一些 (ZBTB7A 和 BCL11A) 已知可直接沉默成人人类红系细胞中的胎儿 γ-珠蛋白基因;(3) 一些其他不同结构类别的转录因子,它们可能间接影响 HbF 基因表达; (4)DNA 甲基转移酶 1 (DNMT1) 维持 DNA 甲基化标记,这些标记将 MBD2 相关的 NuRD 复合物吸引到 DNA 上,以及相关的组蛋白 H3 赖氨酸 9 甲基化。本文我们简要讨论了这些调节剂(特别是 C2H2 ZF)在诱导 HbF 表达以治疗 β 血红蛋白疾病方面的作用,以及开发安全有效的小分子疗法以调节这种高度保守的血红蛋白转换的最新进展。
锌指蛋白 (ZNF) 是一类独特而多样的蛋白质,在转录调控、染色质重塑、蛋白质/RNA 稳态和 DNA 修复等基本细胞机制中发挥着关键作用。因此,ZNF 蛋白的错误调节可导致多种人类疾病,从神经发育障碍到多种癌症。考虑到 DNA 损伤修复 (DDR) 抑制在临床上取得了良好的效果,作为同源重组 (HR) 缺陷患者的治疗策略,确定其他潜在的可靶向 DDR 蛋白作为耐药肿瘤细胞中出现的弱点至关重要,尤其是考虑到获得性耐药的负担时。重要的是,越来越多的研究确定了新的 ZNF 并揭示了它们在几种 DDR 通路中的重要性,凸显了它们作为 DDR 抑制疗法新靶点的巨大潜力。尽管如此,仍有许多未表征的含 ZNF 蛋白具有未知的生物学功能。在这篇综述中,我们重点介绍了哺乳动物细胞中 ZNF 蛋白的主要类别和观察到的生物学功能。我们简要介绍了众所周知和新发现的 ZNF,并描述了它们的分子作用以及对人类健康和疾病(尤其是癌症)的贡献。最后,我们讨论了 ZNF 在 DNA 修复机制中的重要性、它们在癌症治疗中的潜力以及利用 ZNF 蛋白作为人类疾病未来治疗靶点的进展。
丝状植物病原体将效应子蛋白传递到宿主细胞中,以抑制宿主防御反应并操纵代谢过程以支持定殖。这些效应子的进化和分子功能提供了有关发病机理的知识,并可以提出减少病原体造成的损害的新型策略。 然而,效应蛋白具有高度可变,共享弱序列相似性,尽管可以根据其结构进行分组,但迄今为止,只有少数几个结构保守的效应子家族在功能上表征了。 在这里,我们证明了锌指褶皱(ZIF)分泌的蛋白质在爆炸真菌麦芽汁中形成功能多样的效应子家族。 这个家族依靠锌指基序来用于蛋白质稳定性,并且在爆炸真菌谱系中无处不在感染13种不同的宿主物种,形成了不同的效应子部落。 在多个m中存在 canonical ZIF效应子AVR-PII的同源物AVR-PII。 oryzae谱系。 真菌的小麦感染菌株也具有像宿主exo70蛋白质并激活免疫受体PII一样的AVR-PII。 此外,ZIF部落可能在其与之结合的蛋白质上有所不同,表明功能多样化和复杂的效应子/宿主相互作用。 总的来说,我们发现了一个新的效应子家族,其蛋白质折叠在M的谱系中具有功能多样化。 oryzae。 这项工作扩大了我们对M多样性的理解。这些效应子的进化和分子功能提供了有关发病机理的知识,并可以提出减少病原体造成的损害的新型策略。然而,效应蛋白具有高度可变,共享弱序列相似性,尽管可以根据其结构进行分组,但迄今为止,只有少数几个结构保守的效应子家族在功能上表征了。在这里,我们证明了锌指褶皱(ZIF)分泌的蛋白质在爆炸真菌麦芽汁中形成功能多样的效应子家族。这个家族依靠锌指基序来用于蛋白质稳定性,并且在爆炸真菌谱系中无处不在感染13种不同的宿主物种,形成了不同的效应子部落。canonical ZIF效应子AVR-PII的同源物AVR-PII。oryzae谱系。真菌的小麦感染菌株也具有像宿主exo70蛋白质并激活免疫受体PII一样的AVR-PII。此外,ZIF部落可能在其与之结合的蛋白质上有所不同,表明功能多样化和复杂的效应子/宿主相互作用。总的来说,我们发现了一个新的效应子家族,其蛋白质折叠在M的谱系中具有功能多样化。oryzae。这项工作扩大了我们对M多样性的理解。oryzae效应子,植物发病机理的分子基础,最终可能有助于发展新的病原体抗性来源。
修改目标 DNA 的基因组编辑工具是基因和细胞治疗的有力工具。目前主要的基因组编辑工具是CRISPR-Cas,应用最为广泛;其次是TALEN;最后是ZFN,应用最少。其中CRISPR-Cas和TALEN的基本专利将持续到2030年甚至更晚,因此在医疗领域使用需要高额的授权费用。另一方面,ZFN的基本专利已于2020年到期,它是一种可免许可使用的基因组编辑工具。通过将识别DNA的Zinc Finger与切割DNA的FirmCutND1 Nuclease(由广岛大学自主开发)相结合,可以制作出名为“Zinc Finger-ND1”的纯国产基因组编辑工具。然而,构建功能性ZFN并提高其基因组编辑效率极具挑战性。 [研究成果总结] 传统上,创建ZFN的主流方法是从随机重排的ZF中筛选与目标DNA结合的ZF。然而,创建功能性 ZFN 大约需要两个月的时间,这需要大量的时间和精力。另外,人们设计了一种称为“模块化组装”的方法,用于将 ZF 在基因上连接起来,但在制作三指 ZFN(三个 ZF 连接在一起)时,获得功能性 ZFN 的概率约为 5%,由于生产效率低,该方法无法使用。我们假设,手指数量少导致可识别的碱基数量减少,从而导致产生功能性 ZFN 的效率降低。因此,在本研究中,我们采用模块化组装的方式构建了一个6指ZF-ND1(图1),以增加其识别的碱基数量。结果,我们构建的10个ZF-ND1中,有两个被证实具有基因组DNA切割活性,这意味着我们以20%的概率成功获得了功能性ZFN。为了进一步完善ZF-ND1的功能,我们使用结构建模技术(AlphaFold、Rossetta和Coot的分子建模)来模拟ZF和DNA之间的相互作用(图2)。通过与 Zif268(一种与 DNA 结合的天然 3 指 ZF)的 DNA 相互作用模型进行比较,确定了五种候选突变。此外,通过比较与 Zif268 的 DNA 糖磷酸骨架结合的氨基酸,确定了四个突变候选者。当将这九个候选突变逐一引入功能性 ZF-ND1 时,发现其中三个突变(图 3)可提高基因组 DNA 切割活性。 V109K突变使裂解活性提高了5%,并且我们成功在结构建模的基础上增强了ZF-ND1的功能。
C2H2 锌指 (C2H2-ZF) 蛋白是人类转录因子的主要类别,它们通过不同的锌指结构域组合实现多种不同的分子功能。肝细胞癌 (HCC) 是最常见的恶性肿瘤之一,也是全球癌症相关死亡的主要原因。越来越多的研究结果支持 C2H2-ZF 蛋白的异常表达在 HCC 的发生和发展中起着重要作用。C2H2-ZF 蛋白参与 HCC 中的各种生物学功能,例如 EMT、干细胞维持、代谢重编程、细胞增殖和生长、细胞凋亡和基因组完整性。抗肿瘤药物耐药性研究也强调了 C2H2-ZF 蛋白在 HCC 生物学功能(EMT、干细胞维持、自噬)和化学耐药性交叉点上的关键作用。最近发现的 C2H2-ZF 蛋白参与调节不同的分子、信号通路和病理生理活动,表明这些蛋白质可能是 HCC 的可能治疗靶点以及诊断或预后生物标志物。
在 LV 介导的 ZF-R 递送至 CD3+ 细胞后,MHCI 和 CD5 抑制有效且持久。(A) CD5 基因 mRNA 敲低与 CD5 ZF-R 结合位点 (三角形) 的示意图;颜色越深表示抑制越强。选定的 CD5 ZF-R 以蓝色突出显示。(B) 生成了递送多达两个 ZFR 的 LV 粒子面板,以评估 CD3+ 细胞中的抑制效率。(C) 通过流式细胞术测量 NGFR+/MHCI- 和 NGFR+/CD5- CD3+ 细胞的百分比来量化 CD5 (左) 和 B2M (右) 抑制效率。(D) 通过监测注射到 NXG 小鼠体内 10 周的 NGFR+/MHCI- 和 NGFR+/CD5- CD3+ 细胞来评估 B2M 和 CD5 抑制的持久性。 (E) FACS 图显示注射前(左)和注射后 10 周在血液(中)和脾脏(右)中转导的 CD3+ 细胞中同时出现的 MHCI 和 CD5 抑制。
ISO avones是由豆类产生的一类二级代谢产物,在人类健康和植物胁迫耐受性中起重要作用。 C2H2锌 - 纤维转录因子(TF)在植物胁迫耐受性中的功能,但对其在大豆(Glycine Max)中的异含量反应中的功能知之甚少。 在这里,我们报告了一个C2H2锌 - 纤维TF基因GMZFP7,该基因调节大豆中的Iso avone积累。 过表达的GMZFP7增加了跨基因根和植物中的ISO avone浓度。 相比之下,沉默的GMZFP7表达显着降低了同avone水平。 代谢组和QRT-PCR分析表明,GMZFP7可以增加苯基丙烷途径的频率。 此外,双 - 荧光酶和电泳动物移动分析测定法表明,GMZFP7通过侵入ISO纤维抗酮合酶2(GMIFS2)(GMIFS2)和3 B-氟酮3 B-羟基酶1(gmff3h1)来调节ISO avone的积累。 在这项研究中,我们证明了GMZFP7通过对竞争性苯基丙烷途径分支的Gateway酶(GMIFS2和GMF3H1)的表达来表达来导致ISO弹药积累,以将代谢流将代谢流引导到ISOOFONE中。 单倍型分析表明,GMZFP7启动子中存在重要的自然变化,P-HAP1和P-HAP3是精英单倍型。 我们的发现提供了有关GMZFP7如何调节苯基丙烷途径并增强大豆ISO avone含量的洞察力。ISO avones是由豆类产生的一类二级代谢产物,在人类健康和植物胁迫耐受性中起重要作用。C2H2锌 - 纤维转录因子(TF)在植物胁迫耐受性中的功能,但对其在大豆(Glycine Max)中的异含量反应中的功能知之甚少。在这里,我们报告了一个C2H2锌 - 纤维TF基因GMZFP7,该基因调节大豆中的Iso avone积累。过表达的GMZFP7增加了跨基因根和植物中的ISO avone浓度。相比之下,沉默的GMZFP7表达显着降低了同avone水平。代谢组和QRT-PCR分析表明,GMZFP7可以增加苯基丙烷途径的频率。此外,双 - 荧光酶和电泳动物移动分析测定法表明,GMZFP7通过侵入ISO纤维抗酮合酶2(GMIFS2)(GMIFS2)和3 B-氟酮3 B-羟基酶1(gmff3h1)来调节ISO avone的积累。在这项研究中,我们证明了GMZFP7通过对竞争性苯基丙烷途径分支的Gateway酶(GMIFS2和GMF3H1)的表达来表达来导致ISO弹药积累,以将代谢流将代谢流引导到ISOOFONE中。单倍型分析表明,GMZFP7启动子中存在重要的自然变化,P-HAP1和P-HAP3是精英单倍型。我们的发现提供了有关GMZFP7如何调节苯基丙烷途径并增强大豆ISO avone含量的洞察力。
摘要 干扰素刺激基因产物 (ISG) 在早期感染控制中起着至关重要的作用。ISG 锌指 CCCH 型抗病毒蛋白 1 (ZAP/ZC3HAV1) 通过与富含 CG 的 RNA 序列结合来对抗多种 RNA 病毒,而其对 DNA 病毒的影响尚不明确。在这里,我们揭示了 ZAP 在人类巨细胞病毒 (HCMV) 感染中的作用,该病毒是一种疱疹病毒,与免疫抑制个体和新生儿的高发病率有关。我们表明,在 HCMV 感染期间会诱导 ZAP 的两种主要亚型 ZAP-S 和 ZAP-L 的表达,并且这两种亚型都会对 HCMV 复制产生负面影响。转录组和蛋白质组分析表明,ZAP 的表达会导致病毒 mRNA 和蛋白质水平降低,并减缓 HCMV 感染的进展。代谢 RNA 标记与高通量测序 (SLAM-seq) 相结合表明,感染后期的大多数基因表达变化是由 HCMV 的普遍减弱引起的。此外,在感染的早期阶段,ZAP 通过破坏一组独特的病毒 mRNA(尤其是来自之前未表征的 UL4-UL6 HCMV 基因位点的 mRNA)来限制 HCMV。通过增强交联免疫沉淀和测序分析 (eCLIP-seq),我们将从该 HCMV 位点表达的转录本确定为 ZAP 的直接靶标。此外,我们的数据显示 ZAP 不仅优先识别 CG,还优先识别其他富含胞嘧啶的序列,从而扩大了其靶标特异性。总之,本报告首次揭示了 HCMV 感染过程中 ZAP 的直接靶点,这强烈表明来自 UL4-UL6 基因座的转录本可能在 HCMV 复制中发挥重要作用。