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中尺度 DNA 特征影响 APOBEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性并塑造肿瘤突变景观
抗病毒 DNA 胞嘧啶脱氨酶 APOBEC3A 和 APOBEC3B 是癌症突变的主要来源，它们催化胞嘧啶脱氨为尿嘧啶。APOBEC3A 优先靶向单链 DNA，对采用茎环二级结构的 DNA 区域具有明显的亲和力。然而，APOBEC3A 和 APOBEC3B 的详细底物偏好尚未完全确定，DNA 序列对 APO-BEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性的具体影响仍有待研究。在这里，我们发现 APOBEC3B 也选择性地靶向 DNA 茎环结构，它们与 APOBEC3A 脱氨的结构不同。我们开发了 Oligo-seq，这是一种基于体外测序的方法，用于识别促进 APOBEC3A 和 APOBEC3B 活性的特定序列环境。通过这种方法，我们证明了 APOBEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性受到目标胞嘧啶周围特定序列的强烈调控。此外，我们还确定了 APOBEC3B 和 APOBEC3A 的结构特征，这些特征决定了它们的底物偏好。重要的是，我们确定了肿瘤基因组内发夹形成序列中 APOBEC3B 诱导的突变与 APOBEC3A 突变的 DNA 茎环序列不同。总之，我们的研究提供了证据，表明 APOBEC3A 和 APOBEC3B 可以在癌症基因组中产生不同的突变景观，这是由它们独特的底物选择性驱动的。
肠道细菌修复
摘要 在大肠杆菌和 11 种相关肠道细菌中研究了重组 DNA 修复和可诱导诱变 DNA 修复的发生率。发现重组修复是至少 6 种肠道细菌的 DNA 修复库的共同特征。这一结论基于对 (i) 损伤诱导的 RecA 样蛋白合成、(it) 大肠杆菌 recA 序列与某些染色体 DNA 之间的核苷酸杂交以及 (iii) recA 负互补的观察，该质粒显示截短大肠杆菌 recA 基因的 SOS 诱导表达。因此，DNA 损伤诱导基因表达的机制得到充分保留，以允许非大肠杆菌调控元件控制这些克隆的截短大肠杆菌 recA 基因的表达。相比之下，大肠杆菌中利用 umuC+ umuD+ 基因产物的诱变修复过程似乎不那么普遍。在大肠杆菌属之外，几乎没有检测到紫外线诱导的利福平抗性诱变，甚至在大肠杆菌属内，也仅在 6 个物种中的 3 个中检测到诱变。核苷酸杂交表明，在这些不易变异的生物体中没有发现像大肠杆菌 umuCD+ 基因这样的序列。本文讨论了可诱导诱变修复的偶发性引发的进化问题。
DNA 自发缠绕组蛋白核心更倾向于负超螺旋：布朗动力学研究
在真核生物中，DNA主要通过缠绕组蛋白核心而获得高度紧凑的结构。DNA自然缠绕在组蛋白核心周围形成1.7个左手超螺旋，导致染色质中形成负超螺旋。在转录过程中，在聚合酶后方产生的负超螺旋可能在触发核小体重组中发挥作用。为了阐明超螺旋如何影响DNA缠绕组蛋白核心的动力学，我们开发了一个新模型来模拟DNA和组蛋白之间复杂的相互作用。我们的模拟表明，正超螺旋和负超螺旋DNA都能够缠绕在组蛋白核心周围以采用核小体构象。值得注意的是，我们的研究结果证实了在核小体缠绕过程中对负超螺旋DNA的强烈偏好，并且揭示了负超螺旋的旋转和扭曲都有利于缠绕组蛋白的DNA的形成。此外，对同一 DNA 模板上的多个核小体的模拟表明，核小体倾向于在原始核小体附近组装。这一对核小体自发形成的理解进展可能有助于深入了解染色质组装的复杂动力学以及控制染色质结构和功能的基本机制。
人类种系外圆形圆形DNA的功能和临床意义
Xu 4，Kyle E. Orwig 5，Orhan Bukulmez 2和Haiqi Chen 1,2 * 1 Cecil H.和IDA Green for Dredroductive Biology Sciences，德克萨斯州西南部医学中心，美国德克萨斯州达克斯大学，美国德克萨斯州达克斯大学，美国2美国阿拉巴马大学伯明翰大学，美国阿拉巴马州伯明翰大学4个定量生物医学研究中心，彼得·奥唐纳尔（Peter O'Donnell Jr.作者同样为这项工作做出了贡献。*与haiqi.chen@utsouthwestern.edu的通信摘要摘要外染色体外圆形DNA（ECCDNA）起源于线性染色体DNA，可以在包括男性生殖线在内的各种人类细胞类型中找到。然而，尚不清楚eCCDNA在人类种系中的功能效应和生物发生机制。在这里，我们开发了一种测序方法来提取ECCDNA序列信息和来自同一单元的成对转录组信息。通过将这种方法应用于人类样本，我们发现了种系ECCDNA的转录活性的证据。我们还表明，患有高血压和糖尿病等慢性疾病的患者在精子中的ECCDNA数量明显高于健康疾病。至少部分是由于种系中的凋亡信号传导增加。分析糖尿病患者与健康个体的精子生成细胞的单细胞RNA测序数据表明，多种聚（ADP-核糖）聚合酶表达水平失调可能导致患病患者中种系ECCDNA的量增加。此外，我们确定了一种潜在的水平转移机制，健康的精子可以从周围的微环境中吸收ECCDNA。一起，我们的结果表明ECCDNA可能会对种系具有功能作用，并且可以作为人类健康的非侵入性临床生物标志物。引言癌细胞上的先前工作表明，已删除的基因组DNA可以自律化，并作为与线性基因组无关的遗传片段存在。这些经常称为eCDNA的这些外染色体DNA平均成对长，源自基因组的所有部分，可能包含促进肿瘤的基因，增加细胞异质性以促进耐药性以促进耐药性，以促进耐药性，甚至可以重新融合线性癌症基因组，以进一步破坏基因组的整合性[1-6]。有趣的是，在正常的体细胞和生殖细胞[7-10]中也发现了这种圆形DNA，并被称为ECCDNA（外染色体外圆形DNA），与癌细胞中的ECDNA不同。与ECDNA相反，eCCDNA的生物学功能和生物发生机制的研究较少，尤其是在人类种系的背景下。
基于人工智能 (AI) 的系统生物学方法在癌症多组学数据分析中的应用
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基因改造发育工程技术的历史与进展
摘要 使用改变目标基因组信息的技术进行靶向基因组修饰，已为基础生物学和应用生物学的多项研究做出了贡献。在基因打靶中，使用同源重组将打靶载体整合到靶位点。传统上，携带多个基因突变的小鼠是通过胚胎干细胞中的连续重组和耗时的单基因突变小鼠杂交产生的。然而，这种策略存在几个技术问题。第一个问题是基因打靶的频率极低，这使得获得重组克隆是一项极其耗费人力的任务。第二个问题是可以应用基因打靶的生物材料数量有限。传统的基因打靶几乎不会发生在大多数细胞系中。然而，一种使用设计核酸酶的新方法可以在基因组 DNA 中引入位点特异性双链断裂，提高了受精卵中基因打靶的效率。这种包括 CRISPR-Cas 系统的新方法也扩大了可以应用基因打靶的生物材料的数量。转基因的靶向整合可通过基于同源重组（HR）、微同源介导的末端连接（MMEJ）或非同源末端连接（NHEJ）的策略实现。本文，我们总结了靶基因修饰的各种策略，包括传统基因靶向与设计核酸酶的比较。
任意后缀序列特异性引物PCR用于可靠的基因组步行：将levilactobacillus brevis和大米的基因组步行作为例子
背景：基因组步行为与生活有关的科学相关地区做出了贡献。在此，我们详细介绍了一种新的基因组步行方法，被提名为任意后缀序列特异性引物PCR（ASP-PCR）。目标：本研究旨在构建一种有效的基于PCR的基因组步行方法。材料和方法：此方法的关键是在初级ASP-PCR中使用混合引物（HP）。该HP是通过将任意序列与最序列特异性引物的后缀构成的。初级ASP-PCR中的松弛周期有助于HP向基因组进行部分退火，从而产生许多单链DNA。在下一个严格的周期中，目标单链被指数放大，因为它也具有与HP的序列特异性部分互补的位点；由于缺乏这样的网站，因此无法进一步处理非目标。嵌套的二级/第三级ASP-PCR进一步选择性地富集了目标DNA。结果：通过获得与Oryza sativa hygromycin基因相邻的未知DNA和Brevis Brevis CD0817 L-谷氨酸脱羧酶基因相邻的未知DNA，可以证实ASP-PCR的实用性。结果表明，每个次级或第三级ASP-PCR表现出1 - 2个透明靶标扩增子，大小为1.5至3.5 kb，背景较弱。结论：ASP-PCR是一个有前途的基因组步行计划，可能在与生命有关的科学相关领域中有潜在的使用。
表征两个卫星DNA家族在卵形植物病原体植物质体的基因组中
卫星DNA是一类重复序列，在大多数真核生物中的串联重复单元中都组织起来。长期以来被视为selfh dNA，现在提出了卫星序列有助于基因组完整性。尽管由于基因组数据的匮乏和组装高度保守的卫星阵列而尚未在卵菌中研究卫星DNA，但尚未在卵菌中研究卫星DNA。却获得有关卵菌病原体基因组的结构和演变的知识，对于理解适应其环境的机制以及提出有效的疾病控制策略至关重要。phytophthora寄生虫基因组的从头组装是一种重要的卵植物病原体，导致鉴定了几个串联重复的序列的家族，大小，拷贝数和序列保守序列变化。其中，两个大量的家庭，指定为PPSAT1和PPSAT2，显示了卫星DNA的典型特征，并被统称为PPSAT。这两个卫星家族的长度，序列，组织，基因组环境和进化动力学不同。PPSAT1，但不是PPSAT2，呈现了Oomycetes中的同源物。这一观察结果以及PPSAT家族的转录本的表征表明，这些卫星DNA家族可能在这一重要的病原体中起着保守的作用。
蜜蜂肠道细菌共生体的一步基因组工程
摘要 由于缺乏易于使用的基因组工程方法，对包括蜜蜂微生物组在内的许多宿主-微生物系统相互作用的机制理解受到限制。为此，我们展示了一种一步到位的基因组工程方法，用于在蜜蜂肠道细菌共生体的染色体中进行基因删除和插入。线性或非复制性质粒 DNA 含有抗生素抗性盒，其两侧是与共生体基因组同源的区域，电穿孔可靠地导致染色体整合。这种轻量级方法不需要表达任何外源重组机制。使用现代 DNA 合成和组装方法可以轻松产生使该过程高效所需的具有长同源区域的高浓度大 DNA。我们使用这种方法敲除基因，包括参与生物膜形成的基因，并将荧光蛋白基因插入 betaproteo 细菌蜜蜂肠道共生体 Snodgrassella alvi 的染色体中。我们还能够对 S. alvi 的多个菌株和另一种物种 Snodgrassella communis 进行基因组改造，Snodgrassella communis 存在于大黄蜂肠道微生物群中。最后，我们使用相同的方法改造另一种蜜蜂共生体 Bartonella apis 的染色体，Bartonella apis 是一种 α-变形杆菌。正如预期的那样，使用这种方法对 S. alvi 进行基因敲除依赖于 recA，这表明这种简单的程序可以应用于其他缺乏便捷基因组改造方法的微生物。
外圆形圆形DNA
外染色体DNA（ECCDNA）经常携带扩增的癌基因。这项调查旨在检查ECCDNA在诊断出患有晚期胆管胆管癌（PCCA）的患者中的出现和作用，这些患者表现出明显的预后结果。在2021年6月至2022年6月接受第一线肝动脉输液化疗的患者中，选择了五名生存率差和五个效果更好的患者。将提取的ECCDNA放大以进行高通量测序。使用基因和基因组（KEGG）途径分析的基因本体论（GO）和京都百科全书分析与差异表达的ECCDNA相关的基因。差异表达的胆汁ECCDNA相关基因用于构建预后模型。在所有10例患者中，分别在胆汁和血浆中鉴定了总共19,024和3,048个ECCDNA。在胆汁中检测到的ECCDNA的浓度比血浆中的ECCDNA浓度高9倍。ECCDNA的染色体分布在胆汁和匹配的血浆之间相似。GO和KEGG途径分析显示，生存率较差的患者中有丝分裂原激活的蛋白激酶（MAPK）和Wnt/β -Catenin途径的富集。根据由ECCDNA相关基因构建的预后模型，高危胆管癌患者的高危组显示出明显短的总生存期（P <0.001）。此外，高风险组的患者中免疫抑制细胞的锻炼程度较高。总而言之，可以在