噬菌体(噬菌体)构成了地球上最丰富和遗传多样的实体。细菌与估计全球总数10³为病毒体的相互作用显着塑造了人类健康和环境生态系统(1)。噬菌体与其细菌宿主之间的生态相互作用的规模驱动了一种遗传武器种族,从而不断改变分子水平的微生物寿命(2)。在大型时间尺度上快速发展而产生的多样性为人类健康创新(例如噬菌体疗法)提供了基础,以及生物技术创新的基础,例如群集定期散布的短期短滴定重复序列(CRISPR)和CRISPR与CRISPPR相关(CAS)蛋白质系统(3-5)。然而,具有巨大的遗传多样性是伟大的未知数 - 对绝大多数噬菌体中的基因含量已知。与细菌对应物相比,噬菌体基因组编码具有已知或预测功能的基因的小部分,这构成了生物圈中最大的遗传暗物质(未知功能基因)之一(6)。尽管有可能使用经典的遗传技术将一些暗物质带到光线下,但仍需要更高的实验方法来简化和加快噬菌体基因组的遗传遗传含量的表征和加快表征。
基于CRISPR的单细胞转录组筛选是有效的遗传工具,可同时评估由一组指南RNA(GRNA)靶向的细胞的表达式,并从观察到的扰动中推断靶基因函数。然而,由于各种局限性,这种方法在检测弱扰动方面缺乏灵敏度,并且在研究主调节器(例如转录因子)时基本上是可靠的。为了克服检测微妙的GRNA诱导的转录组扰动和对响应最快的细胞进行分类的挑战,我们开发了一种新的监督自动编码器神经网络方法。我们稀疏的监督自动编码器(SSAE)神经网络提供相关特征(基因)和实际扰动细胞的选择。我们将此方法应用于基于基于缺氧的长期非编码RNA(LNCRNA)的子集的基于内部单细胞CRISPR干扰(CRISPRI)转录组筛查(CROCPRI)转录组筛选(CROP-SEQ),该子集受缺氧调节的疾病,该疾病在肺腺癌(Lung adenacoarcinoma)(LUAD)的背景下促进了肿瘤的侵略性和耐药性。针对LNCRNA的子集进行了经过验证的GRNA的农作物序列库,并且作为阳性对照,HIF1A和HIF2A(低氧反应的2个主要转录因子)在3、6或24 h期间在正态氧中培养的A549 LUAD细胞中转导的2个主要转录因子。我们首先通过确定在低氧反应的时间开关期间确定其敲低的特定效应,从而验证了HIF1A和HIF2上的SSAE方法。接下来,SSAE方法能够检测出稳定的短缺氧依赖性转录组特征,该特征是由某些LNCRNA候选者的敲低诱导的,表现优于先前发表的
。CC-BY 4.0 国际许可(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 2020 年 3 月 9 日发布。;https://doi.org/10.1101/2020.03.09.983494 doi:bioRxiv 预印本
ElenaFernándezTorres摘要结核病(TB)仍然是全球重大的健康挑战,由于多药耐药性结核分枝杆菌(MTB)的兴起而加剧。由于抗性机制而导致的现有药物的效率低下需要新颖的药物靶标和优化的药物输送系统。这项研究旨在使用CRISPR干扰(CRISPRI)筛查确定MTB中的必要药物靶标,并评估基于微晶纤维素(MCC)的配方效应以持续药物递送。使用DCAS9介导的转录抑制构建了一个基因组 - 宽CRISPRI文库,并使用qPCR和RNA测序(RNA-Seq)评估了基因敲低效率。使用肉汤稀释测定法和菌落形成单位(CFU)枚举评估了基因抑制对细菌存活和药物敏感性的影响。基于MCC的Isoniazid制剂是使用湿的颗粒方法开发的,并通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)来表征。使用USP溶解设备II评估了体外药物释放曲线,并进行了统计分析,包括ANOVA和Pearson相关性,以确定重要的趋势。结果表明,高CRISPRI敲低效率与降低的细菌存活率相关(r = -0.78,p <0.0001),表明成功鉴定了基本基因。细菌存活与利福平MIC之间的正相关(r = 0.61)证实,敲低会影响药物敏感性。基于MCC的制剂显示在24小时内持续释放药物,在MCC药物释放和细菌存活之间存在很强的负相关(-0.68),证实了延长的抗菌活性。该研究得出结论,CRISPRI是结核病药物靶标识别的有力工具,而基于MCC的配方为持续药物递送提供了有希望的策略。未来的研究应在体内药代动力学,全基因组测序和先进的药物携带者中整合,以进一步优化结核病治疗策略。关键字:结核病,CRISPR干扰,结核分枝杆菌,基因敲低,细菌存活,微晶纤维素,耐药性,持续药物释放,药物释放,精确药物,精密医学引起的结核病(TB),由Mycobacterium witter(Mimabacterium witter)造成了1.超过100个全球的造成(Mimobacterium witter and Fresprim andim Million Millionb)(Mim Million Millionb),是一个1. Mimb)。每年死亡(Samukawa等,2022)[1]。耐多药(MDR-TB)和广泛的耐药性结核(XDR-TB)的出现增加了对新型治疗策略的迫切需求(Cheung等,2021)[3]。传统的药物发现方法由于细菌代谢,休眠机制和内在耐药性的复杂性而难以确定新的有效靶标(Rock等,2016)[2]。在响应中,CRISPR干扰(CRISPRI)技术已成为鉴定和验证细菌生存,耐药性和代谢脆弱性所需基因基因的革命性工具(Yan等,2022)4 []。CRISPRI利用催化死亡的CAS9(DCAS9)酶选择性地抑制基因表达而无需诱导双链断裂,从而在活细菌细胞中实现了高通量药物靶标筛查(McNeil等人,2021年)[3]。虽然CRISPRI已广泛用于癌症研究和细菌遗传学,但通过鉴定出新的可药物靶标和抗生素协同作用来增强结核病药物发现的潜力仍未得到充分激发(Choudhery等,2024)[5]。除了确定新药靶标外,改善药物输送系统对于增强治疗功效和患者依从性至关重要(Kalita等,2013)[6]。当前的结核病药物治疗方案很长(6-9个月),导致辍学率高,治疗不完全,
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是此预印本版本的版权持有人,该版本发布于12月29日,2024年。 https://doi.org/10.1101/2024.03.19.585778 doi:Biorxiv Preprint
© 作者 2023。开放存取 本文根据知识共享署名 4.0 国际许可进行授权,允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制,只要您给予原作者和来源适当的信任,提供知识共享许可的链接,并指明是否做了更改。 本文中的图片或其他第三方资料包含在文章的知识共享许可中,除非资料的致谢中另有说明。 如果资料未包含在文章的知识共享许可中,且您的预期用途不被法定规定允许或超出允许用途,则需要直接从版权所有者处获得许可。 要查看此许可证的副本,请访问 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/。知识共享公共领域贡献豁免(http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本文中提供的数据,除非数据来源中另有说明。
CRISPR 干扰 (CRISPRi) 是一种在哺乳动物细胞中沉默基因的高效方法,它采用酶失活形式的 Cas9 (dCas9) 与一个或多个与靶基因转录起始位点互补 20 个核苷酸 (nt) 的向导 RNA (gRNA) 复合。此类 gRNA/dCas9 复合物与 DNA 结合,阻碍目标基因座的转录。在这里,我们提出了一种替代的基因抑制策略,即使用活性 Cas9 与截短的 gRNA (tgRNA) 复合。Cas9/tgRNA 复合物与特定靶位点结合而不会触发 DNA 切割。当靶向转录起始位点附近时,这些短的 14-15 nts tgRNA 可有效抑制果蝇体细胞组织中几种靶基因的表达,而不会产生任何可检测到的靶位点突变。 tgRNA 在与 Cas9-VPR 融合蛋白复合时还可以激活靶基因表达或调节增强子活性,并且可以整合到基因驱动中,其中传统 gRNA 维持驱动,而 tgRNA 抑制靶基因表达。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可,根据 提供(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 7 月 15 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.10.31.514627 doi:bioRxiv 预印本
通过在人类诱导性多能干细胞衍生的心肌细胞 (iPSC-CM) 中进行精确的基因调节并使用可扩展的全光学电生理学平台进行后续表型分析,可以揭示基因-表型关系。近期 CRISPR 衍生的可逆基因抑制或激活技术 (CRISPRi/a) 可以为人类功能基因组学方面的此类努力提供帮助。我们着手表征 CRISPRi 在后分化 iPSC-CM 中的性能,以关键的心脏离子通道基因 KCNH2、KCNJ2 和 GJA1 为目标,并使用全光学工具提供对心脏复极、静息膜电位稳定性和传导特性影响的多参数量化。更有效的 CRISPRi 效应物(例如 Zim3)和优化的病毒递送可使性能得到改善,与使用 CRISPRi iPSC 系相当。当 CRISPRi 部署在非分裂分化心脏细胞中时,确认轻微但具体的表型变化是朝着更全面的临床前心脏毒性测试和未来体内治疗应用迈出的重要一步。关键词:CRISPRi、iPSC-CM、心脏电生理学、离子通道、KCNH2、KCNJ2、GJA1、全光电生理学、光遗传学、光学映射
未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者(此版本于 2023 年 4 月 22 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.04.21.537703 doi:bioRxiv preprint