Neoformans是真菌性脑膜炎的最常见原因,是一种基础性菌群单倍体发芽的酵母,具有完整的性周期。通过生物学转化和长长的同源臂,通过同源重组进行基因组修饰是可行的,但是该方法是艰巨而不可靠的。最近,多个小组报道了使用CRISPR-CAS9作为生物学的替代方案,但仍然有必要使用长期的HOMOLOG ARM,从而限制了该方法的实用性。由于在先前研究中使用的链球菌CAS9衍生物在Neoformans中没有选择用于表达,因此我们设计,合成并测试了全梭状芽胞杆菌(C. neoformans)的全念珠菌(CNO)Cas9。我们发现,CAS9仅带有常见的Neoformans密码子和共有的C. Neoformans内含子以及TEF1启动子和终结器以及核定位信号(CNO Cas9或“ CNOCAS9”)可靠地可靠地在C. Neoformans菌株中可靠地编辑基因组。此外,使用带有短(50bp)同源臂的供体来完成编辑,这些捐赠者附着于标记DNA上,这些供体与合成的寡核苷酸和PCR扩增一起产生。我们还证明,先前的CNOCAS9稳定整合进一步增强了转移和同源重组效率。重要的是,这种操作不会影响动物的毒力。我们还建立了一个通用标记的模块,该模块具有密码子优化的荧光蛋白(Mneongreen)和一个串联的钙调蛋白结合肽-2X标志标签,允许对蛋白质进行本地化和纯化研究,以对相应的基因进行简短授权的重新构造对相应的基因进行修改。这些工具使Neoformans中的短体系基因组工程能够。
如果 MAD7 和 gRNA 由不同的载体编码,则可以依次(MAD7 然后是 gRNA)或同时将其转化为细胞。如果 MAD7 和 gRNA 在同一个载体中,只需将载体转化为细胞即可。根据需要进行基因编辑实验。注意:如果进行精确编辑,则需要 DNA 供体模板。DNA 供体可以是化学合成的单链 DNA (ssDNA) 或双链 DNA (dsDNA),也可以克隆到表达 gRNA 的载体中。5' 和 3' 同源臂的长度取决于所需精确编辑的长度,可能需要针对您的系统进行优化。此外,Lambda Red(或其他重组酶)必须与 MAD7 共同表达才能实现最佳重组。
1. 为了在小鼠 HSPC 中实现有效的同源重组 (HR) 事件,需要具有高编辑效率的特定单向导 RNA (sgRNA)。我们使用 CrispRGold 程序 ( https://crisprgold.mdc-berlin.de ) 来设计特定的 sgRNA 并预测潜在的脱靶 ( Chu et al., 2016a )。每个目标序列应设计几个特定的 sgRNA。必须通过使用 T7 内切酶 I 测定 ( Guschin et al., 2010 ) 测量错配的 DNA 异源双链体以及对至少 2 种主要血细胞类型(例如 B 细胞和 T 细胞)的 PCR 产物进行 Sanger 测序来验证所有 sgRNA 的编辑效率。可以从 IDT、Synthego 或其他供应商处订购化学修饰或未修饰形式的 sgRNA。 2. 供体模板的最佳设计对于小鼠 HSPC 中的高效 HR 至关重要。供体模板包括 5'、3' 同源臂和所需的修饰基因序列。同源臂的长度取决于目标序列的特异性,每个同源臂由 600 到 2000 bp 组成。AAV 基因组的包装能力是设计供体模板的一个限制,因为基于 AAV 的供体模板的最大长度不应超过 4.5kb。如果没有使用报告基因,则应通过引入可用于量化 HR 效率的沉默突变将限制性酶识别位点添加到修饰的基因序列中。3. 为了通过 PCR 扩增和测序量化目标位点中的 HR 和非同源末端连接 (NHEJ) 事件,必须在外部设计正向或反向引物,或两者
盐胁迫对全球谷物作物产量构成了重大威胁,强调需要对耐盐机制进行全面了解。差异表达基因的准确功能注释对于获得对耐盐机制的见解至关重要。预测基因在未经研究的物种中的功能的挑战,尤其是在不经常使用术语的情况下,持续存在的挑战。因此,我们提出了Netgo 3.0的使用,Netgo 3.0是一种基于机器学习的注释方法,该方法不依赖于物种之间的同源信息,以预测在盐应力下差异表达基因的功能。spartina替代品是一种带有盐腺的卤素,具有出色的盐耐受性,使其成为深入的转录组分析的极好候选者。但是,在盐应力下对替代洛拉链球菌转录组的当前研究受到限制。在这项研究中,我们以S.备选菌为例研究了其对各种盐浓度的转录反应,重点是理解其耐盐性机制。转录组分析揭示了影响关键途径的实质性变化,例如基因转录,离子转运和ROS代谢。值得注意的是,我们在S.替代洛拉(S.12G129900.m1)中确定了甜味基因家族的成员,显示了与水稻直系同源的Sweet15的融合选择。此外,我们的全基因组分析探索了对盐胁迫的替代剪接响应,从而洞悉了替代剪接和转录调节的平行功能,以增强替代性链球菌的盐耐受性。令人惊讶的是,盐暴露后差异表达和差异基因之间的重叠最小。这种创新的方法将转录组分析与基于机器学习的注释相结合,避免了对同源信息的依赖并促进了未知基因功能的发现,并且适用于所有测序物种。
图 1. 供体 DNA 模板设计。TrueTag 供体 DNA 试剂盒提供用于 (A) N 端标记或 (B) C 端标记目标基因的 PCR 模板。具有短同源臂 (HA) 序列的位点特异性引物用于 PCR 扩增以生成供体 DNA 分子。通过 CRISPR-Cas9 或 TALEN ™ 系统切割目标位点后,供体 DNA 在 HDR 过程中整合到基因组中。2A 自切割肽 (2A) 允许选择标记 (嘌呤霉素或杀稻瘟素) 和标记基因从内源启动子表达。每个模板的通用引发序列 (Uni) 允许轻松设计 PCR 引物。
核酸,蛋白质和文献的数据库(约6小时)。详尽的启发式方法,用于对齐和搜索数据库中的生物序列(约6小时)。替代矩阵。多个对齐,配置文件和HMM。功能基序。转录组学简介(大约6小时)。基因组浏览器。基因和基因组的功能注释。蛋白质结构的比较和分类。次级和第三级结构的预测:同源性建模,螺纹,从头算法,基于AI的方法(大约8小时)。相互作用,途径,遗传疾病和SNP的数据库。生物学本体论。集成方法。蛋白质相互作用网络(约8小时)。实践会议将持续24小时,并将涵盖以前讲座中讨论的主题。
方法:本研究从Gracilaria coronopifolia中经过富集培养、初筛和复筛获得菌株GDSX-4,并初步通过形态学和16SrDNA对其进行表征。对菌株GDSX-4纯培养物进一步进行细菌基因组测序组装和生物信息学分析。具体来说,利用同源组簇(COG)注释、CAZy(碳水化合物活性酶)数据库注释和CAZyme基因组簇(CGCs)注释来识别潜在的多糖降解功能。在不同条件下评估酶活性,包括底物、温度、pH和金属离子的存在。使用薄层色谱法(TLC)和电喷雾电离质谱法(ESI-MS)分析水解产物。
造血是人类生命周期中不断发展的高度动态过程。胎儿期和围产期是特殊的生理变化和进化时期。在这些发育阶段,体质性遗传条件可能导致维持和分化干细胞和祖细胞的有效调节剂失衡,从而导致新生儿和幼儿出现特定的血液学表型。一个突出的例子是唐氏综合征,其 21 三体性介导的胎儿造血紊乱。大约 10% 的唐氏综合征新生儿出现暂时性异常骨髓造血,其特征是外周血原始细胞增多和转录因子 GATA1 的特异性体细胞突变。1 虽然 10% 至 20% 的病例在出生后 4 年内转变为全面性白血病,但大多数病例无需治疗即可痊愈。另一种常见的发育障碍是努南综合征,该综合征由 RAS/丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 通路的种系致病变异引起,可在出生后头几个月表现为暂时性骨髓增生性疾病 (MPD)。大多数努南综合征患者携带 PTPN11 种系突变。2 尽管唐氏综合征中暂时性异常髓系生成的突变情况至少已得到部分阐明,但努南综合征相关 MPD 的机制仍然很大程度上不清楚。Perez-Garcia 等人 3 和 Blombery 等人 4 报道了另一种暂时性 MPD,发生在 SH2B3 基因双等位基因种系突变的患者出生后不久。 SH2B3 编码淋巴细胞衔接子 LNK(也称为 SH2B3),是 SH2B 衔接子蛋白家族的成员,该家族还包括 APS(SH2B2)和 SH2B(SH2B1)(图 1)。SH2B 蛋白具有共同的结构,即 N 端二聚化结构域、中央 pleckstrin 同源性 (PH) 结构域和 C 端 Src 同源性
图 2:预训练的无监督 CodonBERT 模型学习到的遗传密码和进化同源性信息。使用 UMAP (McInnes et al., 2020) 将高维嵌入投影到二维空间。A–B:从预训练的 CodonBERT 模型投影的密码子嵌入。每个点代表具有不同上下文的密码子,其颜色对应于密码子的类型 ( A ) 或氨基酸的类型 ( B )。C:从预训练的 CodonBERT 模型投影的序列嵌入。每个点都是一个 mRNA 序列,其颜色代表序列标签。D:从预训练的 Codon2vec 模型投影的密码子嵌入。每个点代表一个密码子,其颜色代表对应的氨基酸。
