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设计师基因由人工智能提供
核心启动子不仅确定基因词的启动何方，还决定基础和增强子诱导的条件下的转录活性。在核心启动子内的多个短序列元素已在不同的物种中鉴定出来，但是它们如何共同发挥作用以及它们在何种程度上是真正物种特异性的。在本期的基因和发展中377 - 382）报告合成核心启动子的大规模平行测量值，以生成大量的激活数据集，以告知统计学习模型以识别人和果蝇核心启动子的序列差异。然后将此机器学习模型应用于设计基因核心启动子，这些基因核心启动子特别针对人类转录机械。
探索...的核心基因和潜在机制
帕金森病（PD）的准确诊断仍然具有挑战性，该病的确切病因尚不清楚。目的是识别与PD中补体系统相关的枢纽基因并探索其潜在的分子机制。首先，通过差异表达分析和WGCNA挖掘与PD相关的差异表达基因（DEG）和关键模块基因。然后，通过将DEG，关键模块基因和CSRG相交获得差异表达的CSRG（DE-CSRG）。随后，进行MR分析以识别与PD有因果关系的基因。基于具有显著MR结果的基因，进行表达水平和诊断性能验证以产生枢纽基因。进行功能富集和免疫浸润分析以深入了解PD的发病机制。采用qRT-PCR评估枢纽基因的表达水平。经过MR分析和相关验证，最终确定CD93，CTSS，PRKCD和TLR2为枢纽基因。富集分析表明枢纽基因的主要富集途径。免疫浸润分析发现，枢纽基因与多种免疫细胞（如髓系抑制细胞、巨噬细胞等）存在显著相关性，qRT-PCR结果显示CTSS、PRKCD、TLR2的表达水平与公开数据库的表达水平一致，由此挖掘出PD中与补体系统相关的4个枢纽基因，为PD的诊断和治疗提供了新的视角。
非肿瘤中驱动基因的分子改变...
肺癌是全世界癌症死亡的主要原因。大多数 (80-85%) 肺癌病例被归类为非小细胞肺癌 (NSCLC)。在 NSCLC 中，腺癌 (AC) 和鳞状细胞癌 (SCC) 是最常见的。NSCLC 的组织学和免疫组织化学检查是一种基本的诊断工具，但不足以做出全面的治疗决策。在某些 NSCLC 患者中，主要是腺癌，可以确认驱动基因的分子改变，例如 EGFR 、 KRAS 、 HER2 、 ALK 、 MET 、 BRAF 、 RET 、 ROS1 和 NTRK。其中一些变化的频率因种族以及吸烟者和非吸烟者而异。使用现代方法（如下一代测序）对 NSCLC 进行分子诊断对于评估有针对性的个性化治疗至关重要。近年来，人们在理解分子研究对 NSCLC 精准治疗的重要性方面取得了突破。许多新药获得批准，包括酪氨酸激酶和免疫检查点抑制剂。针对 miRNA 等新型分子的临床试验和针对 NSCLC 患者的 CAR-T 细胞（嵌合抗原受体 - T 细胞）试验正在进行中。关键词：非小细胞肺癌、驱动基因、分子改变、靶向治疗
在超低剂量分枝杆菌鼠模型中评估疫苗介导的保护
功能序列的缺失被预测代表了分子进化1,2的基本机制。对第2,3的灵长类动物的比较遗传研究已经确定了数千个人类特异性缺失（HDELS），并且已经使用报告基督分析4。然而，结构变异尺寸（≥50个碱基对）HDEL如何影响其天然基因组环境中的分子和细胞过程。在这里，我们设计了靶向7.2兆布序列序列的基因组尺度库，在6,358个HDELS中的序列，并呈现系统的CRIS PRPR干扰（CRISPRI）筛选方法，以识别HDELS，以识别Chimpanzee Pluripotent Pluripotent干细胞中细胞增殖的HDEL。通过将HDEL与染色质状态特征相交，并执行单细胞CRISPRI（werturb -seq）识别其顺式和反式调节靶基因，我们发现了19个控制基因表达的HDELS。我们重点介绍了两个HDEL_2247和HDEL_585，分别在肝脏和大脑中具有组织特异性活性。我们的发现揭示了在人类谱系中丢失的序列的分子和细胞作用，并为在功能上询问人类特异性遗传变异的框架建立了一个框架。
AcaFinder：抗 CRISPR 相关基因的基因组挖掘
摘要 抗 CRISPR（Acr）蛋白由（原）病毒编码，以抑制其宿主的 CRISPR-Cas 系统。编码 Acr 和 Aca（Acr 相关）蛋白的基因通常共定位以形成 acr-aca 操纵子。在这里，我们提出 AcaFinder 作为第一个 Aca 基因组挖掘工具。AcaFinder 可以 (i) 使用关联理论 (GBA) 预测 Acas 及其相关的 acr-aca 操纵子；(ii) 使用 HMM（隐马尔可夫模型）数据库识别已知 Acas 的同源物；(iii) 获取潜在原噬菌体、CRISPR-Cas 系统和自靶向间隔区 (STS) 的输入基因组；(iv) 提供独立程序（https://github.com/boweny920/AcaFinder）和 Web 服务器（http://aca.unl.edu/Aca）。 AcaFinder 被用于挖掘 16,000 多个原核生物和 142,000 个肠道噬菌体基因组。经过多步过滤，鉴定出 36 个高置信度的新 Aca 家族，是已知 12 个 Aca 家族的三倍。七个新的 Aca 家族来自人类主要肠道细菌（拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门）及其噬菌体，而大多数已知的 Aca 家族来自变形菌门和厚壁菌门。通过分析 Acrs 和 Acas 的操纵子共定位，揭示了它们之间复杂的关联网络。相同的 aca 基因可以与不同的 acr 基因重组，反之亦然，从而形成不同的 acr-aca 操纵子组合，这在进化过程中似乎很常见。
肌萎缩性横向硬化症中的多面基因 -
Building on the fi rst Volume of Multifaceted Genes in Amyotrophic Lateral Sclerosis- Frontotemporal Dementia, this new Research Topic includes papers focusing on the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD) in European ancestry populations, the C9orf72 hexanucleotide repeat expansion mutation.Broce等。通过鉴定出与C9ORF72相似的区域共表达模式的基因，探索了ALS-FTD光谱中共有遗传风险的神经解剖学基础。旨在阐明为什么某些大脑区域易受C9ORF72连接的ALS -FTD中神经退行性的影响，作者发现了C9ORF72相关的基因网络，该网络也跟踪了C9ORF72重复扩张载体中的皮质厚度。最后，他们表明该网络富含脑细胞群体和已知在ALS-FTD中有选择性易受伤害的区域，并研究了所涉及的分子途径。另一个有趣的方面涉及c9orf72 Als-ftd中的中间长度重复等位基因。它们的精确作用仍然未知，但是这些等位基因比重复扩展要频繁得多。因此，如果他们构成疾病风险，那么ALS患者的显着比例可能会受益于针对C9ORF72重复扩张的发育治疗方法。在芬兰人口中，Kaivola等人。识别一个单倍型，其中包含一个中等长度等位基因的子集，从而增加了ALS的风险。作者还在Finngen Biobank队列中表明，这种单倍型会降低80岁以后的生存，这可能对ALS-FTD以外的其他神经退行性疾病有影响。该研究主题还集中于其他造成疾病的遗传基因座。特别是Miura等人的研究。报告了携带p的ALS-FTD的零星案例。 VCP基因中的ARG89TRP错义变体。VCP遗传变异物被预测会改变这种氨基酸残基，以前已经在被诊断为FTD-DISTAL肌病的患者中发现，并且使用ALS，进一步证明该基因可以引起表型多效性。这强调了在ALS和FTD患者中研究VCP遗传变异的重要性，即使在没有这些疾病家族史的患者中。
用纳米粒子靶向细菌生物膜相关基因 -
由生物膜引起的持续感染是一种紧急医学，应通过新的替代策略来解决。经典治疗和抗生素耐药性的低效率是由于生物膜形成而引起的持续感染的主要问题，这增加了发病率和死亡率的风险。生物膜细胞中的基因表达模式与浮游细胞中的基因表达模式不同。针对生物膜的有前途的方法之一是基于纳米颗粒（NP）的治疗，其中具有多种机制的NP阻碍了细菌细胞在浮游物或生物膜形式中的抗性。例如，通过不同的策略干扰与生物膜相关的细菌的基因表达，诸如银（Ag），氧化锌（Ag），氧化锌（ZnO），二氧化钛（TIO 2），氧化铜（CU）和氧化铁（Fe 3 O 4）。NP可以渗透到生物膜结构中，并影响外排泵的表达，法定感应和与粘附相关的基因，从而抑制生物膜的形成或发育。因此，通过NPS来理解和靶向细菌生物膜的基因和分子基础，指向可以控制生物膜感染的治疗靶标。同时，应通过受控的暴露和安全评估来避免NP对环境及其细胞毒性的可能影响。本研究的重点是生物膜相关的基因，这些基因是抑制具有高效NP的细菌生物膜的潜在靶标，尤其是金属或金属氧化物NP。
CRISPR-Cas，基因编辑器
摘要 CRISPR这个术语在英文中的缩写是指Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，即成群的、有规律地分散的短回文重复序列，由于其在基因组中的特点，天然地属于细菌和古菌的防御系统。这已在生物技术上适用于编辑真核细胞（包括人类细胞）的 DNA。 CRISPR-Cas基因编辑系统通常由两部分组成：核酸酶蛋白（Cas）和向导RNA（sgRNA）。该复合物的简单性使其成为一种可重新编程的分子工具，能够靶向和编辑已知基因组中的任何位点。其主要重点是单基因遗传疾病和癌症的治疗。然而，CRISPR 技术除了作为基因编辑器之外，还用于表观遗传编辑、调控基因表达和作为分子诊断方法。本文旨在回顾 CRISPR-Cas 分子工具的应用，特别是在生物医学领域的应用、可能的治疗和诊断，以及迄今为止使用 CRISPR/Cas 基因治疗的临床研究中最相关的进展。
编辑木薯甜基因以抵抗
Bart, R., Cohn, M., Kassen, A., McCallum, EJ, Shybut, M., Petriello, A., Krasileva, K., Dahlbeck, D., Medina, C., Alicai, T., Kumar, L., Moreira, LM, Neto, JR, Verdier, V., Santana, MA, Kositcharoenkul, N., Vanderschuren, H., Gruissem, W., Bernal, A., & Staskawicz, BJ (2012)。木薯细菌性枯萎病菌株的高通量基因组测序可识别出可持久抗性的保守效应因子。《美国国家科学院院刊》，109 (28)。 https://doi.org/10.1073/pnas.1208003109 Cohn, M.、Bart, RS、Shybut, M.、Dahlbeck, D.、Gomez, M.、Morbitzer, R.、… Staskawicz, BJ (2014)。Xanthomonas axonopodis 的毒性由转录激活因子样效应物介导的木薯中 SWEET 糖转运蛋白的诱导所促进。分子植物-微生物相互作用，27 (11)，1186–1198。https://doi.org/10.1094/MPMI-06-14-0161-R Castiblanco, LF、Gil, J.、Rojas, A.、Osorio, D.、Gutiérrez, S.、Muñoz-Bodnar, A.、…
基因，共发生性状和发展动力学
注意力/多动症（ADHD）是一种异性神经发育状况，同时发生条件的流行率很高，导致长期管理中的困难增加。全基因组关联研究已经鉴定了多动症和同时发生的psy-哲学疾病之间共享的变体。但是，遗传机制尚未完全理解。我们将基因表达和空间组织数据整合到了胎儿和成人皮质组织中推定的因果ADHD基因的两样本的孟德尔随机研究中。我们在皮质组织中鉴定了多动症的四个基因（胎儿：ST3GAL3，PTPRF，PIDD1；成人：ST3GAL3，TIE1）。蛋白质 - 与因果ADHD基因所鉴定的生物学途径相结合的蛋白质相互作用数据库，这些途径将这些基因与条件（例如类风湿关节炎）和生物标志物（例如淋巴细胞计数）联系起来，但已知与ADHD相关，但没有先前显示的遗传关系。在成年肝组织上重复进行分析，在成年肝组织中，假定的因果ADHD基因ST3GAL3与胆固醇特征有关。此分析提供了对组织依赖性的时间关系，同时存在性状和生物标志物之间的依赖性时间关系。重要的是，它提供了先前研究和未研究的同时存在条件之间的遗传相互作用的证据。