了解物种间染色质构象的进化对于阐明基因组的结构和可塑性至关重要。线性远距离基因座的非随机相互作用以物种特异性模式调节基因功能,影响基因组功能、进化,并最终影响物种形成。然而,来自非模式生物的数据很少。为了捕捉脊椎动物染色质构象的宏观进化多样性,我们通过 Illumina 测序、染色体构象捕获和 RNA 测序为两种隐颈龟 (cryptodiran,藏颈龟) 生成从头基因组组装:Apalone spinifera (ZZ/ZW,2 n = 66) 和 Staurotypus triporcatus (XX/XY,2 n = 54)。除了在线性基因组中检测到的融合/裂变事件外,我们还检测到龟类的三维 (3D) 染色质结构与其他羊膜动物存在差异。也就是说,全基因组比较揭示了龟类染色体重排的不同趋势:(1)鳖科(Trionychidae)的基因组改组率较低,而鸡(可能是龟类的祖先)与核型高度保守;(2)动胸龟科(Kinosternidae)和翠龟科(Emydidae)的融合/裂变率中等。此外,我们还发现了一种染色体折叠模式,这种模式使以前在龟类中未检测到的“着丝粒 - 端粒相互作用”成为可能。“着丝粒 - 端粒相互作用”(本文发现)加上“着丝粒聚集”(之前在蜥蜴类中报道过)的组合龟类模式对于羊膜动物来说是新颖的,它反驳了以前关于羊膜动物 3D 染色质结构的假设。我们假设,在龟类中发现的不同模式起源于羊膜动物祖先状态,该状态由核结构定义,微染色体之间存在广泛的关联,这些关联在线性基因组改组后得以保留。
抽象的酵母人工染色体克隆是一种用于基因组映射研究的有吸引力的技术,因为很大的DNA片段可以很容易地传播。然而,详细的分析通常需要广泛的印迹杂交技术的应用,因为人工铬的通常仅以每个单倍体基因组的拷贝形式存在。我们已经开发了一个克隆载体和宿主菌株,通过允许人工染色体的副本数量来减轻此问题。矢量包括一个conter粒粒料,可以通过更改碳源来打开或关闭。可以通过选择异源性胸苷激酶基因的表达来实现强大的人工染色体副本的强选择性压力。使用此系统时,大小约100至600千碱基的人造染色体很容易被放大10至20倍。选择性条件并未在测试的任何克隆中引起明显的后栅格。在放大的人造染色体克隆中的丝粒重新激活,从而稳定地维持了20代拷贝数。拷贝数控制在人造染色体分析的各个方面的应用。
Nicotiana Benthamiana是一种在植物生物学和生物技术中广泛采用的模型生物。自2012年最初发行以来,其基因组研究已落后。为了进一步提高其实用性,我们生成和相位的同种异体二磷酸n. benthamiana的完整的2.85 GB基因组组装,所有19个centromeres和38个端粒完全分析。我们发现,尽管甲酸溶剂粒粒子被TY3/GYPSY逆转录座子广泛主导,但基于卫星的centromeres在N. Benthamiana中令人惊讶的是,在N. Benthamiana中,有11个Cendromeres中有11个由超级范围层面卫星阵列展出。有趣的是,富含卫星的和无卫星的丝粒被独特的吉普赛逆转录子广泛入侵,其中CENH3蛋白更优选地占据了CENH3蛋白,这表明它们在中心仪功能中至关重要。我们证明rDNA是丝粒卫星的主要起源,线粒体DNA可以用作Centromere的核心成分。亚基因组分析表明,卫星阵列的出现可能会在多倍体化后基因组休克期间驱动着丝粒的形成和成熟。总的来说,我们提出了本氏菌Centromeres通过Neocentromere的形成,卫星扩张,逆转录转座子富集和mtDNA整合而发展。
自发染色体重排 (CR) 在物种形成、基因组进化和作物驯化中起着至关重要的作用。为了能够利用 CR 的育种潜力,人们开始通过 X 射线照射将染色体片段化,从而进行植物染色体工程。随着 CRISPR/Cas 系统的兴起,人们可以高效地在任意染色体位置诱导双链断裂 (DSB)。这使得预先设计的染色体工程达到了全新的水平。可以通过诱导染色体易位来打破特定基因之间的遗传连锁。可以恢复抑制遗传交换的自然倒位以进行育种。此外,人们已经开发出各种通过缩小常规标准 A 染色体或额外 B 染色体来构建微型染色体的方法,这些方法可以作为未来植物生物技术的载体。最近,人们可以构建一个功能性的合成着丝粒。此外,人们已经建立了不同的基因组单倍体化方法,其中一些方法基于着丝粒操作。未来,我们期望看到更复杂的重组,这些重组可以与重组酶等先前开发的工程技术相结合。染色体工程可能有助于重新定义遗传连锁群、改变染色体数量、在微型载货染色体上堆叠有益基因,或建立遗传隔离以避免杂交。
- 在 ................................. 前期,核膜碎裂成碎片 - 在 ................................. 中期,纺锤体有丝分裂的赤道板形成 - 在 ................................. 中期,染色单体分离形成两组子染色体 - DNA 合成的时期称为 S 期 - 纺锤体有丝分裂由微管组成,微管是亚基微管蛋白的聚合物 - 染色体迁移是通过纺锤体微管与与每个染色体的着丝粒相关的结构结合实现的:着丝粒
真核生物基因组中经常散布着大量串联重复序列,称为卫星 DNA,这些序列是组成性异染色质的基础,常位于着丝粒区域周围。虽然某些卫星 DNA 类型在着丝粒生物学中具有明确的作用,但其他丰富的卫星 DNA 的功能尚不明确。例如,人类卫星 3 (HSat3) 约占人类基因组的 2%,形成高达数十兆碱基的巨大阵列,但这些阵列在着丝粒功能中没有已知的作用,直到最近才几乎完全被排除在基因组组装之外。因此,这些巨大的基因组区域仍然相对研究不足,而 HSat3 的潜在功能作用在很大程度上仍然未知。为了解决这个问题,我们对新的 HSat3 结合因子进行了系统筛选。我们的工作表明,HSat3 阵列含有高密度的转录因子 (TF) 基序,这些基序与与多个高度保守的信号通路相关的因子结合。出乎意料的是,HSat3 中最富集的 TF 属于 Hippo 通路转录效应子家族 TEAD。我们发现 TEAD 以细胞状态特异性的方式将辅激活因子 YAP 募集到 HSat3 区域。利用 RNA 聚合酶-I 报告基因检测、HSat3 的靶向抑制、YAP 的诱导降解和超分辨率显微镜,我们表明 HSat3 阵列可以将 YAP/TEAD 定位在核仁内,YAP 在那里调节 RNA 聚合酶-I 活性。除了揭示 Hippo 通路与核糖体 DNA 调控之间的直接关系外,这项研究还表明卫星 DNA 可以编码多个转录因子结合基序,为这些巨大的基因组元素定义了新的作用。
url:https://www.nature.com/articles/s41586-024-08319-7研究授予该研究基于人类边界科学计划(HFSP)(RGP0025/2021),BB/V003984/1),日本科学机构(J. J. PMJPR20K3),科学研究授予授予的特殊研究研究员(JSP)特殊研究研究员(RPD)(问题22KJ0502),学术转型领域的研究(构成了学术研究基础(高级基因组支持)(问题编号:22H04925),基于基础的研究(C)(问题编号:21K06284),特殊晋升研究(问题编号:21H04977),基于基础的研究,基础(问题:A)(A)(A)(A)(A)(A)22.22111。 F/R/221024,RGF/R1/180006,RGF/EA/201030和RF/ERE/210069),Center National de La Recherche Scientifique(IRP这是在Synerte和其他人的支持下实施的。 词汇表(注1)Centromere在细胞分裂过程中参与染色体分布的基因组DNA区域。称为纺锤线的结构附着在该区域形成并拉动蛋白质复合物(称为动力学)上,从而导致染色体分布。
合成生物学的概念有可能改变植物遗传学,无论是在我们分析遗传途径的方式上,还是在我们将这些知识转化为有用应用的方式上。虽然合成生物学可以应用于单个基因或小群基因的水平,但本评论重点关注设计完全合成的植物染色体的最终挑战。这种规模的工程将使我们能够操纵整个基因组结构并同时修改多种途径和性状。基因组合成的进展使得植物染色体构建的初始阶段很可能发生在细菌和酵母中。在这里,我将讨论接下来的步骤,包括克服与植物转化、功能性着丝粒设计和确保准确的减数分裂传递相关的技术障碍的具体方法。
霍利迪连接识别蛋白 (HJURP) 是着丝粒蛋白 A (CENP-A) 的关键分子伴侣,对有丝分裂期间的染色体分离和细胞周期调控至关重要。最近的研究已经确定了 HJURP 在致癌作用中的重要作用。在各种人类癌症中都观察到 HJURP 表达的异常上调,例如非小细胞肺癌 (NSCLC)、肝细胞癌 (HCC)、膀胱癌和乳腺癌,并且与不良的病理发展和预后有关。体外和体内研究表明,HJURP 主要通过调节细胞周期、细胞衰老和上皮-间质转化 (EMT) 发挥致癌功能。本综述旨在评估 HJURP 在人类癌症中的预后意义并总结针对 HJURP 的抗肿瘤研究。还讨论了调节 HJURP 在致癌作用中的因素及其相应的影响,以提供新的见解,以针对 HJURP 作为一种有前途的癌症治疗策略。
结果:单倍型包括Y染色体(Dalachr6a),该染色体表现出早期的异态,其特征在于与X染色体相比略有尺寸减小和丝粒转移。比较基因组分析显示,二下的性染色体更新。性别确定区域(SDR)被完善至〜7.6 MB,占性染色体的约44%。该区域对应于富含男性特异性变异和性别特异性基因的上心反转。在SDR中注释的455个基因中,有88个被确定为具有性偏见表达的性别联系的候选者,许多人参与花器官的发育。值得注意的是,Y编码的COI1基因被确定为茉莉酸(JA)信号的潜在调节剂。雄花表现出JA-IE浓度是雌花的三倍,基因表达分析涉及性表型测定中的JA生物合成和信号传导途径。