a,实验设置和集成的概述。b,染色体1p上的信号。左:在 +DSB条件下的单细胞热图(RPKM),其顶部为 +DSB(有色)和–DSB(灰色)条件的单细胞聚集体。右:带有覆盖MSR调用的单细胞线图。asisi图案,用黑线注释,红色三角形表示经常裂解(或“顶部”)位点。c,所有ASISI位点的条形图≥10%,每个位点的修复蛋白频率(靶蛋白和方法)都有颜色。通过增加绝对修复蛋白频率(即,任何数据集中的最高频率)。每个站点,通过增加每个数据集的修复蛋白频率(即前后;即未堆叠)来排序条。底部水平条表示先前的(缺乏)注释作为顶部位点。d,一个代表性核的共聚焦图像,显示DAPI,RAD51 DAMID M6A-Tracer和内源性γH2AX免疫荧光染色。e,信号共定位的定量(manders的a和a和b每个核),n = 33核。
(a)实验设置和集成的概述。(b)1p染色体上的信号。左:在 +DSB条件下的单细胞热图(RPKM),其顶部为 +DSB(有色)和–DSB(灰色)条件的单细胞聚集体。右:带有覆盖MSR调用的单细胞线图。asisi主题用黑线注释,红色三角形表示经常裂解(或“顶部”)位点。(c)所有修复频率≥10%的ASISI位点的条形图,每个位点的修复频率(目标蛋白质和方法)颜色为颜色。通过增加绝对修复频率(即任何数据集中的最高频率)来订购(在X轴上)。每个站点,通过增加每个数据集的维修频率(前后;即未堆叠栏)来排序条。底部水平条表示先前的(缺乏)注释作为顶部位点。(d)一个代表性核的共聚焦图像显示DAPI,RAD51 DAMID M6 A-TRACER和内源性γH2AX免疫荧光染色。(e)信号共定位(Manders的A和B每个核)的定量,n = 33核。
a,实验设置和集成的概述。b,染色体1p上的信号。左:在 +DSB条件下的单细胞热图(RPKM),其顶部为 +DSB(有色)和–DSB(灰色)条件的单细胞聚集体。右:带有覆盖MSR调用的单细胞线图。asisi图案,用黑线注释,红色三角形表示经常裂解(或“顶部”)位点。c,所有ASISI位点的条形图≥10%,每个位点的修复蛋白频率(靶蛋白和方法)都有颜色。通过增加绝对修复蛋白频率(即,任何数据集中的最高频率)。每个站点,通过增加每个数据集的修复蛋白频率(即前后;即未堆叠)来排序条。底部水平条表示先前的(缺乏)注释作为顶部位点。d,一个代表性核的共聚焦图像,显示DAPI,RAD51 DAMID M6A-Tracer和内源性γH2AX免疫荧光染色。e,信号共定位的定量(manders的a和a和b每个核),n = 33核。
图1。UMI-DSBSEQ定量单分子测序DSB和修复产品在番茄中的三个靶标。a)时间课的收集:叶肉细胞原生质体是从2-3周大的M82 Solanum Lycopersicum的幼苗中分离出来的。重复的样品在72小时内为72个时间点中的每一个中的每一个制备了200,000个原生质体。CRISPR RNP由PEG介导的转换引入。在提取RNP引入和DNA后,在0、6、12、24、36、48和72小时将样品冷冻。b)UMI-DSBSEQ目标设计:特定于目标序列的引物,与SGRNA目标序列两侧的限制酶位点结合,以创建完整分子(WT或Indel)的可用端,以连接适配器。c)UMI-DSB文库制备:从时间探索收集中提取DNA,其中包含WT(1),未经修复的DSB(2)和包含Indels(3)的完整分子,在体外受到限制,限制了确定目标切割位点的限制酶。通过填充和a添加的最终修复后,由P7 Illumina流量细胞序列和包含i7索引和9BP唯一分子标识符(UMIS)组成的Y形适配器(UMIS)与未经修复的DSB和受限端相连。通过连接介导的PCR进行的靶标特异性扩增,其中一个引物与适配器序列相同,并包含P7 Illumina Tail(橙色)和一个针对靶序列(蓝色)的引物(橙色),带有P5 Illumina Tail(红色)。这会导致SPCAS9切位点和底漆之间的DSB的单端扩增。红色X表示DSB的未捕获端。
遗传信息的保真度对于细胞功能和生存力至关重要。DNA 双链断裂 (DSB) 对基因组完整性构成重大威胁,需要有效的修复机制。虽然主要的修复策略通常是准确的,但矛盾的是,也存在容易出错的途径。本综述探讨了微同源介导的末端连接 (MMEJ) 的最新进展和我们对它的理解,MMEJ 是一种在生物体中保守的内在致突变 DSB 修复途径。MMEJ 的核心是 DNA 聚合酶 theta (Pol θ ) 的活性,它是一种促进 MMEJ 致突变性的专门聚合酶。我们研究了 MMEJ 活性背后的分子复杂性,并讨论了其在有丝分裂过程中的功能,其中 Pol θ 的活性作为解决持久性 DSB 的最后一搏而出现,尤其是当同源重组受到损害时。我们探索了针对 Pol θ 在癌症治疗和基因组编辑中的有希望的治疗应用。最后,我们讨论了 MMEJ 的进化后果,强调了它在保护基因组完整性和驱动基因组多样性之间的微妙平衡。
在减数分裂期间,链交换蛋白RAD51和DMC1的核蛋白蛋白质对通过同源重组(HR)修复SPO11生成的DNA双链断裂(DSB)至关重要。正和负RAD51/DMC1调节剂的平衡活性可确保正确重组。类似烦躁的类似1(fignl1)先前显示出对人类细胞中RAD51的负调节。然而,fignl1在MAM-MALS中减数分裂重组中的作用仍然未知。在这里,我们使用男性种系条件敲除(CKO)小鼠模型解读了Fignl1和Fignl1相互作用调节剂(FIRRM)的减数分裂功能。在小鼠精子细胞中完成减数分裂预言所必需。尽管在减数分裂DSB热点对DMC1上有效募集,但晚期重组中间体的形成在FIRRM CKO和Fignl1 CKO精子细胞中仍然有缺陷。此外,Fignl1-FiRRM复合物将RAD51和DMC1的积累限制在完整的染色质上,这是由于SPO11催化的DSB的形成而独立于形成。纯化的人fignl1δn改变了rad51/dmc1核蛋白素的结构,并在体外inshi-bits链链入侵。因此,这种复合物可能在减数分裂DSB的位点调节RAD51和DMC1关联,以促进重组中间体的促进链和处理。
方法和结果:使用 DNA DSB 修复分析,我们评估了特定修复途径的效率,发现 PR、GR 和 GA 降低了非同源末端连接 (NHEJ)、单链退火 (SSA) 和微同源介导的末端连接 (MMEJ) 的效率,但不降低同源重组 (HR)。我们发现 PR 部分通过与核仁蛋白核磷蛋白 (NPM1) 结合来抑制 DNA DSB 修复。NPM1 的消耗会抑制 NHEJ 和 SSA,这表明 PR 表达细胞中 NPM1 的功能丧失会导致非同源和同源定向 DNA DSB 修复途径受阻。通过删除 NPM1 亚细胞定位信号,我们发现 PR 会结合 NPM1,无论 NPM1 指向哪个细胞区室。删除已知可与其他富含精氨酸的蛋白质结合的 NPM1 酸性环基序可消除 PR 和 NPM1 结合。使用共聚焦和超分辨率免疫荧光显微镜,我们发现 RAD52(SSA 修复机制的一个组成部分)的水平相对于使用 CRISPR/Cas9 基因组编辑删除了 C9ORF72 扩增的同源对照显著增加 iPSC 神经元。对死后脑组织的 Western 分析证实,与对照相比,C9ALS/FTD 样本中的 RAD52 免疫反应性显著增加。
DNA 损伤每天都在发生,大多数损伤都会得到修复,使细胞正常运作。DNA 中的双链断裂 (DSB) 尤其具有破坏性。DSB 的修复利用同源重组修复 (HRR) 途径。然而,许多类型的癌症无法修复 DNA 损伤。这会导致遗传错误的积累,例如 DNA 丢失、DNA 重排和整个基因丢失。这些错误的后果是基因组不稳定性。HRR 的丢失和相关的基因组不稳定性称为同源重组缺陷 (HRD)。HRD 与多种类型的癌症有关,包括前列腺癌,据估计,高达 30% 的转移性去势抵抗性前列腺癌 (mCRPC) 肿瘤发生基因改变,导致 DNA 修复能力丧失。
设计师核酸酶的出现,尤其是CRISPR-CAS9,在基因组编辑技术方面提供了真正的突破。原理很简单:双链断裂(DSB)是在特定细胞中选定的目标DNA序列上精确产生的。然后通过非同源末端结合来修复这些DSB,从而导致靶基因失活,或通过通过同源重组插入特定的DNA碎片(模板)。这些技术可用于多个领域,包括基础研究,基因治疗,生态工程,生物技术或农业。举办了旨在改善动物健康,避免有争议的繁殖实践或改善动物产品的健康影响和/或营养价值的研究项目。 讨论了这些技术(技术,法规,生态学校,道德……)提出的许多问题。举办了旨在改善动物健康,避免有争议的繁殖实践或改善动物产品的健康影响和/或营养价值的研究项目。讨论了这些技术(技术,法规,生态学校,道德……)提出的许多问题。
刺激神经元引起的刺激会引起直接与早期基因的转录,这一过程需要在几分钟内通过托泊异构体IIB产生的染色体DNA局部位点形成双链断裂(DSB),然后在几个小时内修复。清醒,探索新的环境以及上下文恐惧条件也引起了需要DSB和修复的突触基因的转折。已有报道(在非神经元细胞中),在修复位点时,在DSB上会形成外粒体圆形DNA。i提出,激活的神经元可能在DSB部位修复过程中会产生外圆形圆形DNA,从而产生该活性模式的持久“标记”,这些模式包含来自其原产地点的序列并调节长期基因表达。尽管外染色体外DNA的种群是多种多样的,并且总体上与病理学相关,该病理是一个小圆形DNA的子类(“ microdnas”,长约100-400个碱基),很大程度上源自独特的基因组序列,并且具有吸引人的吸引力,并且具有吸引人的特征,可作为稳定,移动圆形DNA,以调节基本表达序列中的序列化型(序列)。圆形DNA可以是RNA转录的模板,尤其是抑制性的siRNA,圆形RNA和其他与microRNA相互作用的非编码RNA。这些可能调节与突触可塑性,学习和记忆有关的其他基因的翻译和转录。移动DNA的另一个可能的命运是在响应随后的激活事件而生成新的DSB站点后,将稳定地插入染色体中。因此,将移动DNA插入活性引起的基因可能倾向于使它们失活并有助于稳态调节以避免过度激发,并为神经元的激活史提供了“计数器”。此外,激活的神经元释放分泌外泌体,可以转移到受体细胞中以调节其基因表达。可移动DNA可以包装到外泌体中,以活动依赖性方式释放,并转移到受体细胞中,在那里它们可能是调节性RNA的模板,并可能掺入染色体中。最后,衰老和神经退行性疾病(包括阿尔茨海默氏病)也与神经元中DSB的增加有关。将来要评估病理学与活动引起的移动DNA以及后者是否有可能有助于发病机理的病理学与活动有关。