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广泛的IS200/IS605转座子家族编码多样的可编程RNA引导的核酶
ISCB蛋白是在IS200/IS605转座子的不同家族中编码的推定核酸酶，可能是RNA引导的核酸内切酶Cas9的祖先，但是ISCB的功能及其与任何RNA的相互作用仍然没有特征。使用进化分析，RNA测序和生化实验，我们从IS200/IS605转座子中重建了CRISPR-CAS9系统的演变。我们发现ISCB使用单个非编码RNA进行双链DNA的RNA引导的切割，并且可以利用人类细胞中的基因组编辑。我们还展示了TNPB的RNA引导的核酸酶活性，另一种IS200/IS605转座子编码的蛋白质以及Cas12核酸内切核酸酶的祖先。这项工作揭示了一类广泛的转座子编码的RNA引导的核酸酶，我们将其命名为Omega（强制性移动元件 - 引导活动），具有强大的生物技术发展潜力。t
转座子相关的 TnpB 是一种可编程的 RNA-...
转座在重塑所有生物体的基因组中起着关键作用 1 。IS200/IS605 和 IS607 家族 2 的插入序列是最简单的移动遗传元件之一，仅包含其转座及其调控所需的基因。这些元件编码 tnpA 转座酶，这对于动员至关重要，并且通常携带辅助 tnpB 基因，而该基因对于转座而言并非必需。尽管 TnpA 在 IS200/IS605 转座子动员中的作用已得到充分证实，但 TnpB 的功能仍然很大程度上未知。有人提出 TnpB 在转座调控中发挥作用，尽管尚未确定相关机制 3–5 。生物信息学分析表明 TnpB 可能是 CRISPR–Cas9/Cas12 核酸酶的前身 6–8 。然而，尚未发现 TnpB 具有任何生化活性。我们在此表明，耐辐射奇球菌 ISDra2 的 TnpB 是一种 RNA 引导的核酸酶，受来自转座子右端元件的 RNA 引导，切割 5′-TTGAT 转座子相关基序旁的 DNA。我们还表明，TnpB 可以重新编程以切割人类细胞中的 DNA 靶位。总之，这项研究通过强调 TnpB 在转座中的作用扩展了我们对转座机制的理解，通过实验证实了 TnpB 是 CRISPR-Cas 核酸酶的功能性前体，并将 TnpB 确立为基因组编辑新系统的原型。
使用 Evo 从分子到基因组规模的序列建模和设计
结果：在这项工作中，我们提出了 Evo，这是一个基因组基础模型，可以实现从分子到基因组规模的预测和生成任务。使用基于深度信号处理进展的架构，我们将 Evo 扩展到 70 亿个参数，上下文长度为 131 千碱基，单核苷酸分辨率。我们报告了 DNA 的缩放定律，补充了自然语言和视觉中的类似观察结果。在 270 万个原核生物和噬菌体基因组上进行训练后，Evo 展示了跨 DNA、RNA 和蛋白质模态的零样本函数预测，其性能可与特定领域语言模型相媲美，甚至优于特定领域语言模型。Evo 还擅长多模态生成任务，我们通过生成合成的 CRISPR-Cas 分子复合物和可转座系统证明了这一点。我们通过实验验证了 Evo 生成的 CRISPR-Cas 分子复合物以及 IS200 和 IS605 转座系统的功能活性，这是使用语言模型进行蛋白质-RNA 和蛋白质-DNA 协同设计的第一个例子。利用从整个基因组中学到的信息，Evo 了解核苷酸序列的微小变化如何影响整个生物体的适应性，并可以生成具有合理基因组结构的 DNA 序列，长度超过 1 兆碱基。
CRISPR-CasとOMEGashisutemuの分子基盘 - 生化学
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