精准表观基因组编辑作为一种在不改变遗传信息的情况下调节基因表达的方法,已引起广泛关注。然而,一个主要的限制因素是基因表达变化往往是暂时的,不像自然界中经常发生的终生表观遗传变化。在这里,我们系统地探究了基于 CRISPR / dCas9 的表观基因组编辑器 (Epi-dCas9) 设计持久表观遗传沉默的能力。我们阐明了有助于表观遗传重编程差异稳定性的顺式调控特征,例如活跃转录组蛋白标记 H3K36me3 和 H3K27ac 分别与对短期抑制的抵抗力和对长期沉默的抵抗力密切相关。H3K27ac 与 DNA 甲基化的增加呈负相关。有趣的是,仅当使用 KRAB-dCas9 和可靶向 DNA 甲基转移酶 (DNMT3A-dCas9 + DNMT3L) 组合时才观察到对 H3K27ac 的依赖,而当用可靶向 H3K27 组蛋白甲基转移酶 Ezh2 替换 KRAB 时则未观察到。此外,可编程 Ezh2 / DNMT3A + L 处理显示出增强的局部 DNA 甲基化工程,并且对不同的染色质状态不敏感。我们的结果强调了局部染色质特征对于可编程沉默的遗传性的重要性以及对基于 KRAB 和 Ezh2 的表观遗传编辑平台的差异响应。本研究获得的信息为理解上下文线索以更可预测地设计持久沉默提供了基本见解。
精准表观基因组编辑作为一种在不改变遗传信息的情况下调节基因表达的方法,已引起广泛关注。然而,一个主要的限制因素是基因表达变化往往是暂时的,不像自然界中经常发生的终生表观遗传变化。在这里,我们系统地探究了基于 CRISPR / dCas9 的表观基因组编辑器 (Epi-dCas9) 设计持久表观遗传沉默的能力。我们阐明了有助于表观遗传重编程差异稳定性的顺式调控特征,例如活跃转录组蛋白标记 H3K36me3 和 H3K27ac 分别与对短期抑制的抵抗力和对长期沉默的抵抗力密切相关。H3K27ac 与 DNA 甲基化的增加呈负相关。有趣的是,仅当使用 KRAB-dCas9 和可靶向 DNA 甲基转移酶 (DNMT3A-dCas9 + DNMT3L) 组合时才观察到对 H3K27ac 的依赖,而当用可靶向 H3K27 组蛋白甲基转移酶 Ezh2 替换 KRAB 时则未观察到。此外,可编程 Ezh2 / DNMT3A + L 处理显示出增强的局部 DNA 甲基化工程,并且对不同的染色质状态不敏感。我们的结果强调了局部染色质特征对于可编程沉默的遗传性的重要性以及对基于 KRAB 和 Ezh2 的表观遗传编辑平台的差异响应。本研究获得的信息为理解上下文线索以更可预测地设计持久沉默提供了基本见解。
神经退行性疾病等(Pagiatakis等,2021)。由于医疗和公共卫生资源的显着发展,在过去的几十年中,人类预期寿命迅速增强。然而,增强的预期寿命已导致发病率更高,并且在残疾中生活了多年(Pagiatakis等,2021)。因此,有必要了解衰老过程,以便将与之相关的不良健康结果最小化。研究确定了衰老,基因组不稳定性,端粒短路,蛋白质静脉曲张等的某些标志,表观遗传改变是这些标志之一(López-Otín等人,2013年)。至少在理论上是可逆的,与衰老相关的表观遗传变化正在广泛研究以探索健康衰老的可能性(Jones等,2015)。DNA甲基化是研究最广泛的表观遗传过程(Pal&Tyler,2016年)。DNA甲基化是指在CPG二核苷酸(近鸟嘌呤近端)的胞嘧啶残基(5 MC)的第三碳上添加甲基(Martin&Fry,2018年)。通常,DNA甲基化发生在那些具有高胞嘧啶和鸟嘌呤(CG)含量的基因组区域内,即所谓的CPG岛(Martin&Fry,2018);但是,CPH(H = A,T或C)位点也可以甲基化(Lister等,2013)。DNA甲基化模式由DNA甲基转移酶(DNMT),主要是DNMT3A,DNMT3B和DNMT1(Unnikrishnan等,2018)建立。(Gopalan等,2017; Martin&Fry,2018)。在另一项研究中,Wilson等。在另一项研究中,Wilson等。虽然DNMT3A和DNMT3B是可以识别和甲基化的半甲基化和甲基化的甲基化和未甲基化的DNA的甲基甲基转移酶,但DNMT1是一种能够在半甲基化DNA上起作用的维持甲基转移酶(Okano等人,1999; un.nikrishnan and and,2018)。DNA甲基化水平可以受到内在(遗传背景)和外在因素(例如吸烟,饮食,暴露于空气污染,某些化学物质等)的影响。除了这些因素外,还报道了衰老影响DNA甲基化水平(Gopalan等,2017)。衰老和寿命直接与人类和其他几种生物体的DNA甲基化和表观遗传改变有关,总体趋势会增加全球低甲基化和随着年龄的高甲基化的区域(Johnson等,2012)。根据基因组低甲基化假设,全局DNA甲基化随着年龄的增长而降低,从而导致基因组稳定性降低和基因表达异常(Unnikrishnan等,2018)。尽管随着年龄的基因组低甲基化理论仍然很流行,但采用现代定量技术的最新研究对其进行了挑战(Lister等,2013; Unnikrishnan等,2018)。在探索全球DNA甲基化与衰老之间关系的最早尝试之一中,Vanyushin等人。(1973)研究了从1到28个月之间从雄性白化大鼠的不同组织中提取的5 mc含量的变化。在具有里程碑意义的论文中,威尔逊和琼斯(Wilson and Jones,1983)报告说,从小鼠,仓鼠和人类的皮肤细胞中提取的DNA中,人口倍增(复制衰老)的含量降低,人口加倍(复制衰老)的增加。他们报告说,随着年龄的增长,从大脑,心脏和脾脏组织中提取的DNA的5 mC含量降低。然而,从肝脏,肺和肾脏组织提取的DNA的5个MC含量没有变化(Vanyushin等,1973)。(1987)报道了DNA
小细胞肺癌 (SCLC) 是一种高度致命的肺癌亚型,具有明显的神经内分泌样特征,占所有肺癌的 10%–15%。总体 5 年生存率仍然不到 10%。SCLC 的特点是早期转移,因此最大限度地减少了手术对患者的潜在益处。近几十年来,SCLC 的一线治疗仍然是依托泊苷和顺铂 (E/P) 联合化疗。尽管 E/P 治疗的反应率很高,但 SCLC 最终会复发,并且复发时几乎普遍对治疗有抵抗力,因此 SCLC 是一种难治性恶性肿瘤。此外,对 SCLC 转移和抵抗的分子机制的了解有限,极大地阻碍了 SCLC 总体生存率的提高。为了更好地了解 SCLC 的分子机制并发现潜在的治疗靶点,人们已经持续了几十年的广泛努力。最近,一些研究表明表观遗传修饰与 SCLC 有关,包括组蛋白修饰、DNA 甲基化和染色质可及性。有研究证明,NFIB 可通过广泛增加染色质可及性来促进 SCLC 转移 1 。特别值得注意的是,最近的一项研究表明,KMT2C 缺陷通过 DNMT3A 介导的表观遗传重编程(包括组蛋白和 DNA 低甲基化)促进 SCLC 转移 2 。这些研究表明,表观遗传重编程在 SCLC 中起着重要作用。在这篇综述中,我们总结并讨论了 SCLC 基础和转化研究的进展,这些进展揭示了
质膜富含受体和信号蛋白,这些受体和信号蛋白可从细胞外空间进行药理学干预。在这里,我们在多个癌症模型中使用人细胞表面蛋白质组和整合素家族文库进行了一系列CRISPR筛选。我们的结果确定了ITGAV(整合素αV)及其异二聚体伴侣ITGB5(整合素β5)是癌细胞扩张的必需蛋白α/β对。高密度CRISPR基因瓷砖进一步指出了整联蛋白αVβ5二聚体ITGAV的β-螺旋桨域内的积分袋。与硅化合物对接结合使用,我们开发了一个用于药物发现的CRISPR ting式实施计算机辅助(CRISPR-TICA)管道,并将CPD_AV2确定为靶向ITGAV的β-促销中央袋的主要抑制剂。CPD_AV2处理导致整联蛋白αVβ5和细胞凋亡的快速解偶联,提供了一类独特的治疗作用,从而消除了通过异二聚体分离消除整联蛋白信号传导。我们还预计,CRISPR-TICA方法将成为未来药物发现研究的一种可用方法。
摘要:表观遗传学在慢性疼痛上的作用尚未充分表征。DNA组蛋白甲基化受到从头甲基转移酶(DNMT1-3)和十种二加氧酶(TET1-3)至关重要的调节。证据表明,与伤害感受相关的不同中枢神经系统区域,即背根神经节,脊髓和不同的大脑区域都改变了甲基化标记。在DRG,前额叶皮层和杏仁核中发现了全局甲基化的降低,这与DNMT1/3A表达降低有关。相比之下,TET1和TET3的甲基化水平和mRNA水平升高与炎性和神经性疼痛模型中的增强性疼痛性超敏反应和异常性有关。由于表观遗传机制可能负责慢性疼痛状态中描述的各种转录修饰的调节和协调,因此,通过这项研究,我们旨在评估几个大脑区域中神经性疼痛中TET1-3和DNMT1/3A基因的功能作用。在神经性疼痛的不幸的神经损伤大鼠模型中,手术后21天,我们发现内侧前额叶皮层中的TET1表达增加,并且在尾甲状腺肿和杏仁核中的表达降低。 TET2在内侧丘脑中被上调。内侧前额叶皮层和尾状甲状腺中的TET3 mRNA水平降低;在尾状药物和内侧丘脑中,DNMT1被下调。使用DNMT3A观察到表达的统计学显着变化。我们的结果表明,在神经性疼痛的背景下,这些基因在不同大脑区域中具有复杂的功能作用。DNA甲基化和羟甲基的概念是细胞类型的特定细胞类型,而不是组织特定的,以及在建立神经性疼痛模型后的时间顺序差异基因表达的可能性。
Venetoclax Bcl2抑制剂与降压药结合使用,代表了老年AML患者的诱导疗法的基石,不适合强化化学疗法。与其他有针对性的疗法一样,基于Venetoclax的疗法具有先天和获得的抗药性。虽然已经确定了几种抗性机制,但对患者人群的抗药性机制的异质性却很少。在这里,我们利用了AML患者的转录组和EX-VIVO药物反应数据的综合分析来鉴定四个具有不同表型,遗传和药物反应模式的转录不同的抗VEN抗性簇(VR_C1-4)。vr_c1的特征是分化单核细胞和类似CDC的爆炸,PI3K-AKT-MTOR信号轴的转录激活以及能量代谢途径的特征。他们对MTOR和CDK抑制作用表现出敏感性。vr_c2富含NRAS突变,并与HOX表达的独特转录抑制有关。vr_c3的特征是富集TP53突变和细胞毒性T细胞浸润较高。该簇显示了红细胞标记的转录表达,表明肿瘤细胞模仿了红细胞分化,JAK-STAT信号的激活以及对JAK抑制的敏感性,在与Venetoclax协同的一部分中。vr_c4与维内诺克斯敏感的患者共享转录相似性,干扰素信号的过度表达适度。它们也以较高的DNMT3A突变发生率。最后,我们将Venetoclax抗性状态预测到来自一个患者的单个细胞上,该患者在Venetoclax治疗下复发,在肿瘤中捕获多种抗性状态,并在Venetoclax选择下的丰度转移,这表明单个肿瘤可能由模仿多个VR_C组成的细胞组成,这些细胞由多种VR_C组成,这些细胞促成了内聚糖元素的内聚糖元素。综上所述,我们的结果提供了一种评估Venetoclax耐药机制的肿瘤内和肿瘤内异质性的策略,并提供了有关导航BCL2抑制剂治疗失败患者进一步管理的方法的见解。
2。ICREA,加泰罗尼亚研究与高级研究机构巴塞罗那,西班牙10号加泰罗尼亚。11 12 *这些作者对这项工作也同样贡献13#铅接触:alejo.rodriguez-fraticelli@irbbarcelona.org 14 15摘要:16 17癌细胞,即使患有相同18个突变的患者,癌细胞也显示出广泛的表型变化。原始细胞的差异提供了潜在的解释,但是这些19种测定在传统上依赖于表面标记,缺乏克隆分辨率来区分20个茎和祖细胞的异质子集。为了应对这一21个挑战,我们开发了Strack,这是一个无偏的框架,纵向追踪22个克隆基因表达和膨胀动力学,并在获得23个癌症突变之前和之后。我们研究了两个不同的白血病驱动突变,即DNMT3A-24 R882H和NPM1CA,发现对这两种突变的响应在不同的干细胞状态下均为25个变量。具体而言,通常随时间越来越多的分化26个偏置干细胞可以有效地随两个突变扩展27。npm1c突变令人惊讶地逆转了克隆蛋白的内在偏置28,茎偏置的克隆会引起更加成熟的恶性29个州。我们提出了一个克隆的“反应规范”,其中预先存在的克隆状态30决定了不同的癌症表型潜力。31 32关键字:单细胞,癌症开始,原始细胞,谱系跟踪,DNMT3A,33 NPM1C,克隆造血症,髓样恶性肿瘤34 35 36亮点:37-单细胞在克隆级别的癌症开始(strack)。43 4438-离体扩展文化维持内在和可遗传的HSC异质性。39-预启示性突变增强了高输出干细胞的自我更新,40增加了其生存概率。41-转化突变重编程低输出干细胞命运到更成熟的42个恶性状态。
转录调控是一个复杂的过程,涉及特定染色质环境中的一系列蛋白质活动。转录因子 (TF) 是此过程的主要贡献者,它们与伙伴、辅激活因子或表观遗传因子一起发挥作用,其中一些被称为先驱 TF,能够使染色质结构允许辅激活因子和表观遗传因子的作用。表观遗传景观在造血稳态和分化程序中起着重要作用;因此,有可能从染色质动力学构建一个完整的造血模型 ( 1 , 2 )。编码表观遗传修饰因子 (TET2、IDH1 / 2、DNMT3A 和 ASXL1) 的基因突变在急性髓系白血病 (AML) 患者中很常见,进一步表明这种类型的成分在驱动 AML 发展中起着重要作用。 TF SPI1 / PU.1 属于 E26 转化特异性 (ETS) 家族,是造血控制的主要贡献者,在髓系和 B 淋巴系的特化和分化中发挥积极作用 ( 3–5 )。SPI1 最初被描述为一种转录激活因子,被认为是一种先驱 TF,因为它能够结合或接近封闭的核小体构象,并使辅因子能够结合染色质 ( 6–9 )。例如,在巨噬细胞中,SPI1 通过结合封闭的染色质来激活其靶基因的转录,在那里它通过募集表观遗传修饰因子(如 CBP/P300 或 SWI/SNF 复合物)来驱逐核小体 ( 6 、 7 、 10 、 11 )。这一动作指示创建一个新的增强子,使组蛋白 3 的赖氨酸 4 (H3K4me1) 单甲基化,并在增强子位点募集额外的 TF (6,7)。SPI1 通过表观遗传调控控制转录激活的功能在 B 淋巴细胞和破骨细胞分化中也有描述 (12,13)。因此,除了与谱系决定辅因子协同控制基因表达方面发挥众所周知的作用外,SPI1 对转录活性的影响还与表观遗传调节因子协同介导。最近有报道称,SPI1 在正常造血、控制适当的中性粒细胞免疫反应 (14)、早期 T 细胞 (15,16) 和破骨细胞 (12) 中抑制转录。实现更好的
性别控制技术在家畜生产中具有重要意义,尤其对于快速繁殖的水牛(bubalus bubalis)具有重要意义,本研究以水牛为研究模型。我们已证实整合到小鼠Y染色体上的荧光蛋白可用于小鼠植入前胚胎的性别鉴定。首先,我们优化了增强型绿色荧光蛋白(eGFP)和mCherry外源基因在Neuro-2a细胞、小鼠胚胎干细胞、小鼠胚胎细胞(NIH3T3)、水牛胎儿成纤维细胞(BFF)中的靶向整合效率。结果表明,靶标两侧同源臂长度为800 bp比300 bp或300 bp/800 bp更有效。当细胞补充了 pifithrin-µ(一种抑制 p53 与线粒体结合的小分子)时,BFF 细胞中同源定向修复 (HDR) 介导的敲入也得到了显著改善。250 V 的三个脉冲在 BFF 细胞中产生最有效的电穿孔,并且发现 1.5 µ g/mL 嘌呤霉素是筛选的最佳浓度。此外,利用 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑结合体细胞核移植 (SCNT) 技术成功生成了 Y-Chr-eGFP 转基因 BFF 细胞和克隆水牛胚胎。在第 6-8 代时,Y-Chr-eGFP 转基因 BFF 细胞的生长率和细胞增殖率明显低于非转基因 BFF 细胞;甲基化相关基因 DNMT1 和 DNMT3a 的表达水平相似;然而,与非转基因细胞相比,Y-Chr-eGFP 转基因 BFF 细胞中乙酰化相关基因 HDAC1 、 HDAC2 和 HDAC3 的表达水平显著较高(p < 0.05)。Y-Chr-eGFP 转基因 BFF 被用作 SCNT 的供体,结果表明 eGFP 报告基因适用于胚胎性别的可视化。克隆水牛胚胎的囊胚率相似;然而,与对照相比,转基因克隆胚胎的卵裂率明显较低。总之,我们优化了产生转基因 BFF 细胞的方案,并使用这些细胞作为供体成功产生了 Y-Chr-eGFP 转基因胚胎。
