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摄入单个引导 RNA 可通过激活 CRISPR 来诱导基因过度表达并延长秀丽隐杆线虫的寿命
秀丽隐杆线虫是一种用于研究发育和衰老遗传学的多功能模型生物，通过给线虫喂养表达特定 dsRNA 的细菌可以抑制其基因表达。之前已证实通过常规转基因技术过表达缺氧诱导因子 1 ( hif-1 ) 或热休克因子 1 ( hsf-1 ) 可延长线虫寿命。然而，目前尚不清楚其他基因过表达方法是否可行，尤其是随着基于 CRISPR 的技术的出现。本文中，我们表明，给经过基因改造以稳定表达 Cas9 衍生的合成转录因子的秀丽隐杆线虫喂养表达启动子特异性单向导 RNA (sgRNA) 的细菌也可以激活基因表达。我们证明，通过摄取针对 hif-1 或 hsf-1 各自启动子区域的 sgRNA 激活 CRISPR 可增加基因表达并延长秀丽隐杆线虫的寿命。此外，作为旨在使用 CRISPR 激活秀丽隐杆线虫的未来研究的计算机资源，我们提供了预测的启动子特异性 sgRNA 靶序列，用于超过 13,000 个秀丽隐杆线虫基因，并具有实验定义的转录起始位点。我们预计本文描述的方法和组件将有助于促进全基因组基因过表达研究，例如，通过将表达 sgRNA 的细菌喂给线虫来诱导转录，以识别衰老或其他感兴趣的表型的调节因子。
秀丽隐杆线虫的转录适应
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。
1个抑制作用的电阻机制和...
。cc-by 4.0国际许可（未经Peer Review尚未获得认证）是作者/资助者，他已授予Biorxiv的许可证，以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人，该版本发布于2023年1月18日。 https://doi.org/10.1101/2023.01.15.524171 doi：Biorxiv Preprint
线虫秀丽隐杆线虫可以从其共存的真菌微生物组成员Barnettozyma Californica
线虫秀丽隐杆线虫在其环境中以细菌为食，并已成为微生物组研究的模型生物。然而，尽管在其自然栖息地中存在许多真菌物种，但秀丽隐杆线虫是否以及如何与同时发生的真菌相互作用仍然很大。在这里，我们将酵母Barnettozyma californica与秀丽隐杆线虫的中cosm隔离，并表征其基因组和与线虫的相互作用。我们发现B. californica被秀丽隐杆线虫摄入，可以用作食物来源的唯一，尽管很差。然而，当与大肠杆菌OP50一起使用时，真菌会导致人口增长和觅食行为改变，这表明这种真菌 - 细菌混合物比单独的细菌提供了更好的食物来源。这种效果在不同的天然秀丽隐杆线虫菌株之间有所不同，这表明线虫与加利福尼亚州的相互作用是基因组基础。分离的加州菌菌株的完全组装和注释的基因组并未表明其与秀丽隐杆线虫和/或大肠杆菌OP50相互作用的任何明显的候选基因。总的来说，我们的结果提供了一个有趣的例子，说明了自然相互作用的真菌，细菌和动物之间的复杂性和多层关系。
一种多功能定点基因陷阱策略，用于操纵秀丽隐杆线虫的基因活性和控制基因表达
操纵基因活性和控制转基因表达的能力对于研究基因功能至关重要。虽然对于秀丽隐杆线虫来说，有几种用于修改基因或分别控制表达的遗传工具，但是没有遗传方法可以产生既能破坏基因功能又能为表达被破坏基因的细胞提供遗传途径的突变。为了实现这一点，我们开发了一种基于 cGAL（一种用于秀丽隐杆线虫的 GAL4-UAS 二分表达系统）的多功能基因陷阱策略。我们设计了一个 cGAL 基因陷阱盒并使用 CRISPR/Cas9 将其插入目标基因中，从而创建一个双顺反子操纵子，该操纵子可同时在表达目标基因的细胞中表达截短的内源蛋白和 cGAL 驱动基因。我们证明我们的 cGAL 基因陷阱策略可以稳健地产生功能丧失的等位基因。将 cGAL 基因陷阱系与不同的 UAS 效应菌株相结合，使我们能够挽救功能丧失的表型，观察基因表达模式，并在时空上操纵细胞活动。我们表明，通过显微注射或基因杂交的重组酶介导的盒式交换 (RMCE)，可以进一步在体内设计 cGAL 基因陷阱系，以轻松地将 cGAL 与其他二分表达系统的驱动器（包括 QF/QF2、Tet-On/Tet-Off 和 LexA）交换，以生成在同一基因组位置具有不同驱动器的新基因陷阱系。这些驱动器可以与它们相应的效应物结合以进行正交转基因控制。因此，我们基于 cGAL 的基因陷阱是多功能的，代表了秀丽隐杆线虫基因功能分析的强大遗传工具，这最终将为基因组中的基因如何控制生物体的生物学提供新的见解。
使用Caenorhabditis elegans
对监管机构负责评估风险的许多化学物质中很少有人对发育神经毒性（DNT）进行了仔细的测试。为加快测试工作以及减少脊椎动物的使用，付出了巨大的努力，致力于替代实验室模型进行测试。DNT的主要机制是由于神经发育过程中化学暴露而改变的神经元结构。Caenorhabditis秀丽隐杆线虫是神经生物学家和发育生物学家广泛研究的线虫，在较小程度上由神经毒理学家进行了研究。秀丽隐杆线虫中神经系统的发育轨迹很容易可视化，通常完全不变并且完全映射。因此，我们假设秀丽隐杆线虫可能是一个强大的体内模型，以测试化学物质，以改变神经元结构的发育模式。为了测试这是否可能是真的，我们开发了一种新型的秀丽隐杆线虫DNT测试范式，其中包括整个发育中的暴露，检查所有主要神经递质神经元类型以进行建筑改变，并测试针对多巴胺能，胆碱能和谷氨酸氨酸性功能的行为。我们使用这种范式来表征早期暴露于发育神经毒性铅，镉和苯并（A）pyrene（BAP）对多巴胺能，胆碱能和谷氨酸氨基氨基氨基氨基甲基体系结构的影响。我们还评估了暴露是否会改变神经元规范，这是通过表达特定神经递质诊断的表达来评估的。我们尚未确定我们检查的神经元明显的神经递质类型发生的情况，但许多神经元形态发生了变化。我们还发现，在秀丽隐杆线虫中，神经元特异性的行为是针对人群中期的秀丽隐杆菌中的，在早期阶段的形态神经退行性变化。功能变化与我们观察到的神经元类型的形态变化一致。我们确定了与哺乳动物DNT文献中报道的变化一致的变化，从而加强了秀丽隐杆线虫作为DNT模型的案例，并进行了新的观察结果，应在以后的研究中进行跟进。
18/PTEN 秀丽隐杆线虫突变体
摘要 兴奋和抑制 (E/I) 之间的精细平衡对于大脑正常功能至关重要。GABA 能系统的紊乱会改变这种平衡，是各种神经系统疾病的共同特征，包括自闭症谱系障碍 (ASD)。磷酸酶和张力蛋白同源物 (PTEN) 的突变与 ASD 密切相关，PTEN 是磷脂酰肌醇 3-磷酸激酶/Akt 通路的主要负调节剂。然而，尚不清楚 PTEN 缺陷是否会对抑制和兴奋信号产生不同的影响。利用秀丽隐杆线虫的神经肌肉系统，其中兴奋性 (胆碱能) 和抑制性 (GABA 能) 输入都调节肌肉活动，我们发现 daf- 18 / PTEN 突变会影响 GABA 能（但不影响胆碱能）神经发育和功能。这种选择性影响导致抑制信号传导不足。在 daf- 18/PTEN 突变体中观察到的 GABAergic 系统中的缺陷是由于发育过程中 DAF- 16/FOXO 活性降低所致。生酮饮食 (KGD) 已被证明对与 E/I 失衡相关的疾病有效。然而，其作用机制在很大程度上仍然难以捉摸。我们发现，在早期发育过程中富含酮体 β -羟基丁酸的饮食会诱导 DAF- 16/FOXO 活性，从而改善 daf- 18/PTEN 突变体的 GABAergic 神经发育和功能。我们的研究为 PTEN 突变与神经发育缺陷之间的联系提供了宝贵的见解，并深入探讨了 KGD 潜在治疗效果的潜在机制。
Senset，一种新型的人类肺衰老细胞基因特征，确定细胞特异性衰老机制
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本（未经同行评审认证）提供的，他已授予Biorxiv的许可证，以在2024年12月26日发布的此版本中显示此版本的版权持有人。 https://doi.org/10.1101/2024.12.26.630373 doi：Biorxiv Preprint
研究秀丽隐杆线虫线粒体形态的新型成像工具
线粒体的结构和功能之间存在密切的相互作用。要理解这种复杂的关系，需要先进的成像技术来捕捉线粒体的动态特性及其对细胞过程的影响。然而，大部分关于线粒体动力学的研究都是在单细胞生物或体外细胞培养中进行的。在这里，我们介绍了一种用于实时成像秀丽隐杆线虫线粒体形态的新型遗传工具，以满足研究活体完整多细胞生物内细胞器动力学的先进技术的迫切需求。通过全面的分析，我们将我们的工具与现有方法直接进行比较，展示它们在可视化线粒体形态方面的优势，并对比它们对生物体生理学的影响。我们揭示了传统技术的局限性，同时展示了我们的方法的实用性和多功能性，包括内源性 CRISPR 标签和异位标记。通过提供根据实验目标选择最合适工具的指南，我们的工作推动了秀丽隐杆线虫的线粒体研究，并增强了不同成像模式的战略整合，以全面了解生物体内的细胞器动力学。
秀丽隐杆线虫 SEL- 5/ AAK1 调节细胞...
摘要 在秀丽隐杆线虫发育过程中，多个细胞会长距离迁移或伸展突起以到达最终位置和/或获得适当形状。Wnt 信号通路是细胞沿前后体轴迁移或细胞生长的主要协调者之一。Wnt 信号的结果受包括内吞作用在内的各种机制的微调。在本研究中，我们发现 SEL-5（哺乳动物 AP2 相关激酶 AAK1 的秀丽隐杆线虫直系同源物）与逆转录复合物一起在 QL 神经母细胞子细胞迁移过程中作为 EGL-20/Wnt 信号的正调节因子发挥作用。同时，SEL-5 与逆转录复合物的协同作用也是排泄道细胞生长所必需的。重要的是，SEL-5 激酶活性不是其在神经元迁移或排泄细胞生长中发挥作用所必需的，并且这两个过程都不依赖于 DPY-23/AP2M1 磷酸化。我们进一步确定，Wnt 蛋白 CWN-1 和 CWN-2 与 Frizzled 受体 CFZ-2 一起正向调节排泄细胞生长，而 LIN-44/Wnt 和 LIN-17/Frizzled 一起产生抑制其延伸的停止信号。