(Yachie N 是 + 第一和/或 * 通讯作者)基因组编辑:在 CRISPR-Cas9 基因组编辑中,向导 RNA 将 Cas9 募集到与原间隔区相邻基序 (PAM) 序列 5'-NGG-3' 相邻的目标基因组区域,然后 Cas9 产生 DNA 双链断裂 (DSB)。该事件通过诱导不同的 DNA 修复途径促进基因缺失或转基因插入,但 DSB 具有细胞毒性,并且基于 DSB 的编辑结果不可预测。我们与 Keiji Nishida 博士合作开发了一种新的基因组编辑工具 Target-AID,它将胞苷脱氨酶 (AID) 融合到切口酶 Cas9 上,并实现了高度精确的靶向 C→T 替换,而无需 DSB [Science 2016]。我们还与 Osamu Nureki 博士合作,成功将 Cas9 的靶向范围从限制性 NGG 扩展到 NG PAM(Cas9-NG),并开发了 Target-AID-NG [ Science 2018] 。此外,我的团队开发了一种新的碱基编辑器 Target-ACEmax,它能够在目标 DNA 分子上同时诱导 C→T 和 A→G 替换,极大地扩展了碱基编辑在治疗和生物技术开发中的潜力 [ Nature Biotechnology 2020*] 。我们还为由 Atsushi Hoshino 博士和 Osamu Nureki 博士领导的基于 Cas12f 的紧凑型基因组编辑工具的开发做出了贡献 [ Cell 2023] 。此外,为了探索除 CRIPSR-Cas9 和其他已表征的基因组编辑工具之外的新基因组编辑工具,我们开发了一种工具,可以从基因组和宏基因组资源中快速捕获周期性和间隔周期性重复序列 [ Nucleic Acids Research 2019*]。细胞谱系追踪:已提出了几种方法来追踪多细胞生物的发育细胞谱系,其中嵌入染色体的 DNA 条形码通过 Cas9 不断突变并从母细胞遗传到子细胞,可以根据观察时的突变模式重建谱系。然而,这些技术都没有实现高分辨率的谱系追踪。为了在单细胞分辨率下破译哺乳动物(小鼠)全身发育过程的图谱,我的团队概述了该领域的关键问题和观点 [Science 2022*],并正在开发新的基因回路、小鼠工程和高性能计算技术。上述 Target-AID 和 Target-ACEmax 主要用于高分辨率细胞谱系追踪。我们还开发了一种新的深度分布式计算平台,并成功对模拟器生成的超过 2.35 亿个突变序列进行了精确的谱系重建 [Nature Biotechnology 2022*]。回顾性克隆分离:“化疗抗性克隆是否从一开始就存在于具有独特细胞状态的初始细胞群中?”或“观察到的干细胞分化命运背后是否有任何分子因素?”等问题突出了许多尚未解决的生物学问题。如果可以从初始细胞群中分离出在细胞进展后期表现出特定表型的克隆,则可以解决这些问题。最近出现了“回顾性克隆分离”这一新概念来解决上述问题。首先在这样的系统中繁殖条形码细胞群,然后对其亚群进行给定的测定。在识别出感兴趣的条形码克隆后,以条形码特定的方式从初始或实验期间存储的任何其他亚群中分离出相同的克隆(或其近亲)。然后可以对分离的活克隆进行任何后续实验,包括组学测量和用分离物重建合成细胞群。我们最近建立了一种使用 CRISPR 碱基编辑的高性能回顾性分离技术 CloneSelect [ bioRxiv 2022*]。我们已经证明 CloneSelect 适用于人类癌细胞系、人类多能干细胞、小鼠干细胞、酵母细胞和大肠杆菌细胞。细胞网络:癌症和人类疾病通常由复杂的细胞网络介导。我们已经证明,涉及破坏蛋白质相互作用的基因组突变在癌症和其他人类疾病中高度富集 [ Cell 2015]。此外,通过利用蛋白质编码基因的 DNA 分子标记和大规模并行 DNA 测序,我们开发了一种新的高通量蛋白质相互作用技术 BFG-Y2H(条形码融合遗传学-酵母双杂交)。该技术使单个研究人员能够在 2-3 周内筛选至少 250 万个蛋白质对的蛋白质相互作用 [ Molecular Systems Biology 2016+,*]。使用我们已经证明 CloneSelect 适用于人类癌细胞系、人类多能干细胞、小鼠干细胞、酵母细胞和大肠杆菌细胞。细胞网络:癌症和人类疾病通常由复杂的细胞网络介导。我们已经证明,与破坏蛋白质相互作用有关的基因组突变在癌症和其他人类疾病中高度富集 [ Cell 2015] 。此外,通过利用蛋白质编码基因的 DNA 分子标记和大规模并行 DNA 测序,我们开发了一种新的高通量蛋白质相互作用技术 BFG-Y2H(条形码融合遗传学-酵母双杂交)。该技术使单个研究人员能够在 2-3 周内筛选至少 250 万个蛋白质对的蛋白质相互作用 [ Molecular Systems Biology 2016+,*] 。使用我们已经证明 CloneSelect 适用于人类癌细胞系、人类多能干细胞、小鼠干细胞、酵母细胞和大肠杆菌细胞。细胞网络:癌症和人类疾病通常由复杂的细胞网络介导。我们已经证明,与破坏蛋白质相互作用有关的基因组突变在癌症和其他人类疾病中高度富集 [ Cell 2015] 。此外,通过利用蛋白质编码基因的 DNA 分子标记和大规模并行 DNA 测序,我们开发了一种新的高通量蛋白质相互作用技术 BFG-Y2H(条形码融合遗传学-酵母双杂交)。该技术使单个研究人员能够在 2-3 周内筛选至少 250 万个蛋白质对的蛋白质相互作用 [ Molecular Systems Biology 2016+,*] 。使用
用途:EpiNext™ CUT&RUN Fast Kit 旨在从低输入细胞/染色质中快速富集与蛋白质(组蛋白或转录因子)复合的特定 DNA,并通过下一代测序使用 Illumina 平台或 qPCR 等其他方法识别或绘制体内蛋白质-DNA 相互作用。该试剂盒的创新工作原理、优化的协议和组件允许在最小化非特异性背景水平的情况下捕获目标蛋白质/DNA 复合物。捕获的 DNA 特别适合构建非条形码(单重)和条形码(多重)文库,以更少的偏差和更高的分辨率绘制目标蛋白质-DNA 相互作用区域。输入量:对于细胞,通常,每个反应的量可以是 2 x 10 3 到 2 x 10 5 个细胞。为了获得最佳制备效果,细胞输入量应为 1 x 10 5 ,尽管从 EpiNext™ CUT&RUN Fast Kit 获得的修饰组蛋白测序数据只需 500 个细胞即可获得。对于从细胞或组织中分离的染色质,每个反应的量可以是 0.1 µg 至 5 µg 的染色质。为了获得最佳制备效果,染色质输入量应为 2 µg。起始材料:起始材料可以包括各种哺乳动物细胞样本,例如来自烧瓶或培养皿的培养细胞、原代细胞或从血液、体液、新鲜/冷冻组织(预制备的染色质)中分离的稀有细胞群,以及从整个细胞群和胚胎细胞中分选出的特定细胞等。抗体:抗体应为 ChIP 级,以便识别与 DNA 或其他蛋白质结合的蛋白质。如果您使用的抗体尚未经过 ChIP 验证,则应使用适当的对照抗体(例如抗 RNA 聚合酶 II、抗 H3K4me3 或抗 H3K27me3)来证明抗体适用于 ChIP。内部对照:此试剂盒中提供了阴性和阳性 ChIP 对照。注意事项:为避免交叉污染,请小心地将样品或溶液移入 PCR 管中。使用气溶胶屏障移液器吸头,并在液体转移之间始终更换移液器吸头。整个过程中都要戴手套。如果手套和样品接触,请立即更换手套。
用途:EpiNext™ CUT&RUN Fast Kit 旨在从低输入细胞/染色质中快速富集与蛋白质(组蛋白或转录因子)复合的特定 DNA,并通过 Illumina 平台的下一代测序或 qPCR 等其他方法识别或绘制体内蛋白质-DNA 相互作用。该试剂盒的创新工作原理、优化的协议和组件允许在最小化非特异性背景水平的情况下捕获目标蛋白质/DNA 复合物。捕获的 DNA 特别适合构建非条形码(单重)和条形码(多重)文库,以更少的偏差和更高的分辨率绘制目标蛋白质-DNA 相互作用区域。输入量:对于细胞,通常,每个反应的量可以是 2 x 10 3 到 2 x 10 5 个细胞。为了获得最佳制备效果,细胞输入量应为 1 x 10 5 ,尽管从 EpiNext™ CUT&RUN Fast Kit 获得的修饰组蛋白测序数据只需 500 个细胞即可获得。对于从细胞或组织中分离的染色质,每个反应的量可以是 0.1 µg 至 5 µg 的染色质。为了获得最佳制备效果,染色质输入量应为 2 µg。起始材料:起始材料可以包括各种哺乳动物细胞样本,例如来自烧瓶或培养皿的培养细胞、原代细胞或从血液、体液、新鲜/冷冻组织(预制备的染色质)中分离的稀有细胞群,以及从整个细胞群和胚胎细胞中分选出的特定细胞等。抗体:抗体应为 ChIP 级,以便识别与 DNA 或其他蛋白质结合的蛋白质。如果您使用的抗体尚未经过 ChIP 验证,则应使用适当的对照抗体(例如抗 RNA 聚合酶 II、抗 H3K4me3 或抗 H3K27me3)来证明抗体适用于 ChIP。内部对照:此试剂盒中提供了阴性和阳性 ChIP 对照。注意事项:为避免交叉污染,请小心地将样品或溶液移入 PCR 管中。使用气溶胶屏障移液器吸头,并在液体转移之间始终更换移液器吸头。整个过程中都要戴手套。如果手套和样品接触,请立即更换手套。
我们报告了从葡萄牙里斯本海洋馆 19 立方米热带展览水族馆中保存的两个 Litophy ton sp. 标本中分离出的四种 Endozoicomonas 菌株的基因组。如前所述 (2) 回收宿主衍生的微生物细胞悬浮液。将一克珊瑚组织在 9 mL 无菌 Ca 2+ - 和 Mg 2+ - 人工海水中均质化 (2)。将匀浆连续稀释,分别接种在 1:2 稀释的海洋琼脂和 1:10 稀释的 R2A 培养基上,并在 21°C 下孵育 4 周。使用 Wizard 基因组 DNA 纯化试剂盒 (Promega, USA) 从 1:2 海洋肉汤中新鲜生长的培养物中提取单个菌落的基因组 DNA。使用通用引物 (F27 和 R1492) 从基因组 DNA 中扩增 16S rRNA 基因,通过 Sanger 测序来确认纯度。使用 SILVA 比对、分类和树服务 (v1.2.12) 和数据库 (v138.1) 进行分类分配。使用 PacBio 测序技术 (5),相同的基因组 DNA 样本在 DOE 联合基因组研究所 (JGI) 进行基因组测序。对于每个样本,将基因组 DNA 剪切至 6-10 kb,使用 SMRTbell Express Template Prep Kit 3.0 进行处理,并用 SMRTbell 清理珠 (PacBio) 进行纯化。使用条形码扩增寡核苷酸 (IDT) 和 SMRTbell gDNA 样本扩增试剂盒 (PacBio) 富集纯化产物。构建了 10 kb PacBio SMRTbell 文库,并使用 HiFi 化学在 PacBio Revio 系统上进行测序。使用 BBTools v.38.86 ( http://bbtools.jgi.doe.gov ) 根据 JGI 标准操作规范 (SOP) 协议 1061 对原始读段进行质量过滤。使用 Flye v2.8.3 (6) 组装过滤后的 >5 kb 读段。生物体和项目元数据存放在 Genomes OnLine 数据库中 (7)。使用 NCBI 原核基因组注释流程 (PGAP v.6.7) (8) 和 DOE-JGI 微生物基因组注释流程 (MGAP v.4) (9) 对重叠群进行注释,并与集成微生物基因组和微生物组系统 v7 (IMG/M) 相结合进行比较分析 (10)。使用 CheckM 评估基因组完整性和污染
我们报告了从葡萄牙里斯本海洋馆 19 立方米热带展览水族馆中保存的两个 Litophy ton sp. 标本中分离出的四种 Endozoicomonas 菌株的基因组。如前所述 (2) 回收宿主衍生的微生物细胞悬浮液。将一克珊瑚组织在 9 mL 无菌 Ca 2+ - 和 Mg 2+ - 人工海水中均质化 (2)。将匀浆连续稀释,分别接种在 1:2 稀释的海洋琼脂和 1:10 稀释的 R2A 培养基上,并在 21°C 下孵育 4 周。使用 Wizard 基因组 DNA 纯化试剂盒 (Promega, USA) 从 1:2 海洋肉汤中新鲜生长的培养物中提取单个菌落的基因组 DNA。使用通用引物 (F27 和 R1492) 从基因组 DNA 中扩增 16S rRNA 基因,通过 Sanger 测序来确认纯度。使用 SILVA 比对、分类和树服务 (v1.2.12) 和数据库 (v138.1) 进行分类分配。使用 PacBio 测序技术 (5),相同的基因组 DNA 样本在 DOE 联合基因组研究所 (JGI) 进行基因组测序。对于每个样本,将基因组 DNA 剪切至 6-10 kb,使用 SMRTbell Express Template Prep Kit 3.0 进行处理,并用 SMRTbell 清理珠 (PacBio) 进行纯化。使用条形码扩增寡核苷酸 (IDT) 和 SMRTbell gDNA 样本扩增试剂盒 (PacBio) 富集纯化产物。构建了 10 kb PacBio SMRTbell 文库,并使用 HiFi 化学在 PacBio Revio 系统上进行测序。使用 BBTools v.38.86 ( http://bbtools.jgi.doe.gov ) 根据 JGI 标准操作规范 (SOP) 协议 1061 对原始读段进行质量过滤。使用 Flye v2.8.3 (6) 组装过滤后的 >5 kb 读段。生物体和项目元数据存放在 Genomes OnLine 数据库中 (7)。使用 NCBI 原核基因组注释流程 (PGAP v.6.7) (8) 和 DOE-JGI 微生物基因组注释流程 (MGAP v.4) (9) 对重叠群进行注释,并与集成微生物基因组和微生物组系统 v7 (IMG/M) 相结合进行比较分析 (10)。使用 CheckM 评估基因组完整性和污染