* 通讯地址。电话:+1 650 725 9250;传真:+1 650 724 1164;电子邮件:gibbson783@gmail.com。通讯地址也可以是 Kaihang Wang。电子邮件:kaihangwang@caltech.edu。通讯地址也可以是 Stephen L. Mayo。电子邮件:smayo@caltech.edu
新版本中的大部分更改旨在使本文与 Hedgge 等人和 Kuzmenko 等人已经发表的文章保持关联,这两位作者描述了来自其他丁酸梭菌菌株的类似 pAgo,其中只有一篇文章(Hedgge 等人)在发送本文的第一个版本时作为未修改的文章发布。基本上,在得知 Kuzmenko 等人的结果后,我们重新考虑了 CbcAgo 与 CbcAgo 的热稳定性水平的差异,他们也报告了他们的标记版本的 CbAgo 具有更高的热稳定性。其他细微更改与图表编号的正确对齐或字体大小的增加有关,以便于阅读。讨论部分也进行了修改,以对相应部分中包含的审阅者意见提供适当的答复。
抽象的Argonaute(AGO)蛋白与小RNA相关,以指导其效应子在互补的转录本上。线虫秀丽隐杆线虫含有扩展的19个功能AGO蛋白质,其中许多尚未充分表征。在这项工作中,我们使用CRISPR-CAS9基因组编辑进行系统地分析了每一个秀丽隐杆线虫,以介绍GFP :: 3xflag标签。我们已经表征了整个发育过程中AGO的表达模式,鉴定了小的RNA结合补充,并确定了AGO丢失对小RNA种群和发育表型的影响。我们的分析表明将AGO的亚集分层分为不同的调节模块,并且数据的整合使我们发现了由于AGO损失而导致的新型应激诱导的生育能力和病原体反应表型。
Argonaute(AGO)蛋白是生命所有领域中存在的保守核酸引导的蛋白质。真核生物Argonaute蛋白(EAGOS)是RNA干扰途径中的关键玩具,并且在生理温度下起RNA引导的RNA核酸内切酶的作用。尽管Eagos被认为是从原核蛋白质(Pagos)演变而来的,但先前研究的Pagos无法在生理温度下催化RNA引导的RNA裂解。在这里,我们描述了来自中粒细菌库尔西亚马西里尼斯(Kmago)的独特pago。kmago利用DNA指南裂解具有较高活性的单链DNA(ssDNA)和RNA靶标。kmago还利用RNA指南在适度的温度下裂解ssDNA和RNA靶标。我们表明,Kmago可以使用5'磷酸化的DNA指南,以切割SS-DNA和RNA,例如Butyricum of Of。小的DNA结合赋予了Kmago上的显着热稳定性,我们可以通过避免DNA指南加载温度来抑制空kmago的独立于导向的质粒加工活性。更重要的是,Kmago在37°C上执行双链DNA和高度结构化的RNA的可编程切割。因此,Kmago可以被视为一种DNA引导的可编程无内能力核酸酶,以使大多数类型的核酸有效地切断。这项研究扩大了我们对AGO蛋白质的理解,可以扩展基于Pago的DNA和RNA MA-MA-MA-MA-MA-MA-NIPULATION工具箱。
抽象的microRNA与Argonaute蛋白相关,形成了MicroRNA诱导的沉默复合物(MIRISC),以在转录后抑制靶基因表达。尽管microRNA是哺乳动物细胞分化中的关键调节剂,但我们对在发育过程中如何调节microRNA机械(例如mirisc)的理解仍然受到限制。我们先前表明,TRIM71抑制一种Argonaute蛋白AGO2的产生对于小鼠胚胎干细胞(MESC)自我更新至关重要(Liu等,2021)。在这里,我们表明,在哺乳动物中的四种Argonaute蛋白中,AGO2是MESC中主要受过的argonaute蛋白。此外,在多能性中,除了TRIM71介导的AGO2的调节(Liu等,2021),Mir182/Mir183还抑制AGO2。对这种微区介导的抑制作用的特异性抑制会导致干性缺陷,并通过let-7 microRNA途径加速分化。这些结果揭示了microRNA机械上的microRNA介导的调节电路,这对于维持多能性至关重要。
Ago2,argonaute 2;又名;ASO,反义寡核苷酸;mRNA,信使 RNA;RISC,RNA 诱导沉默复合物;RNase H1,核糖核酸酶 H1;siRNA,小干扰 RNA。图片改编自:Ginsburg 等人 (2017),基因组和精准医学基础,翻译和实施。爱思唯尔
RNA 干扰 (RNAi) 是一种基本调控途径,具有广泛的功能,包括调节基因表达和维持基因组稳定性。尽管 RNAi 在真菌界广泛存在,但众所周知的物种,如模型酵母酿酒酵母,已经失去了 RNAi 途径。到目前为止,还没有证据表明白色念珠菌中存在完全功能的 RNAi 途径,白色念珠菌是一种被世界卫生组织认为至关重要的人类真菌病原体。在这里,我们证明了广泛使用的白色念珠菌参考菌株 (SC5314) 在编码中心 RNAi 成分 Argonaute 的基因中含有失活错义突变。相比之下,大多数其他白色念珠菌分离株含有典型的 Argonaute 蛋白,预计该蛋白具有功能性和 RNAi 活性。事实上,使用高通量小RNA和长RNA测序结合无缝CRISPR/Cas9基因编辑,我们证明了活性白色念珠菌RNAi机制抑制了亚端粒基因家族的表达。因此,白色念珠菌中存在完整且功能性的RNAi通路,这凸显了在研究这种危险病原体时使用多种参考菌株的重要性。
pols = RNA聚合酶; SHH1 = Sawadee同源域同源物1; RDRS = RNA定向的RNA聚合酶; clsy1 =经典1; dcl3 = dicer样3; Hen1 = Hua增强剂1; Ago4 = Argonaute 4; ktf1 =含KOW域的转录因子1; RDM1 = RNA指导的DNA甲基化1; drm2 =域重新排列的甲基转移酶2; DRD1 = RNA导向中有缺陷; DNA甲基化1; dms3 =分生组织沉默3; MORC6 = Microdorchidia 6; idn2 =参与从头2; HDA6 =组蛋白脱乙酰基酶6; JMJ14 = Jumonji 14; ubp26 =泛素特异性蛋白酶26
(www.pichia.com),在这种酵母中成功表达了5000多种不同的蛋白质(Schwarzhans等,2017)。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。 但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。 相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。 基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。 当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。 但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。 因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。 此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在基因激活中,需要引入其他转录激活剂,而在基因抑制中,抑制因子必须进行精确设计和交付,以确保特定的调节。因此,尽管具有强大的基因调控能力,但CRISPR系统的操作复杂性和时间成本很高(Casas-Mollano等,2020; Chen等,2020)。相比,RNA干扰(RNAi)直接靶向RNA,影响蛋白质翻译,并为基因调节提供了更简单的方法。RNAi是一种由双链RNA(DSRNA)激活的基因沉默途径(Drinnenberg等,2009),由核糖核酸酶III(RNAseIII)酶处理,该酶加工成小型小型干扰RNA(sirnas)。dicer是一种酶,可将双链RNA裂解成小siRNA片段。这些siRNA随后引导参与RNA裂解的Argonaute蛋白靶向和裂解转录本,有效地沉降基因表达(Wang等,2019)。RNAi系统及其基本组件(dicer,argonaute和sirnas)通过简单的质粒转化步骤提供了一种更直接和灵活的方法来沉默基因。这减少了时间和精力,从而促进了各种菌株基因抑制策略的快速发展(Crook等,2014)。本报告详细介绍了P. P. P. P. P. rnai系统的第一个建立。可以创建这样的系统的假设是基于观察结果,即引入Argonaute蛋白和siRNA到P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. apastoris。基因修饰的P. p. p. p. p. p. press这表明在P. Pastoris基因组中编码丁香样蛋白的基因的潜在存在。这项研究成功地证明了通过引入Hairpin RNA通过RNAi系统抑制单基因(增强的绿色荧光蛋白(EGFP))和双基因(EGFP /组氨酸(His))。
摘要 转录适应是最近描述的一种现象,其中一个基因的突变会导致相关基因(称为适应基因)的转录调节。在分子水平上,有人提出,突变的 mRNA(而不是蛋白质功能的丧失)激活了这种反应。虽然已经在斑马鱼胚胎和小鼠细胞系中报道了几例转录适应的例子,但尚不清楚这种现象是否在后生动物中都观察到。我们在此报告了秀丽隐杆线虫的转录适应,并发现该过程需要与突变 mRNA 衰变有关的因子,就像在斑马鱼和小鼠中一样。我们进一步发现了对 Argonaute 蛋白和 Dicer 的需求,这些因子与小 RNA 成熟和转运到细胞核中有关。总之,这些结果为秀丽隐杆线虫的转录适应提供了证据,这是一种进一步研究潜在分子机制的有力模型。