基础编辑者是一类有希望的下一代基因组编辑技术,具有精确纠正引起疾病的遗传变异的潜力,并同时安全地敲除多个基因靶标。在一种配置中,PIN点碱基编辑平台是DNA结合Cas的模块化组件和DNA修饰的脱氨酶成分,通过在序列靶向指导指南RNA(GRNA)中编码的适体相关的Deaminase组件。通常,基本编辑器在应用中的应用中,可以准确地预测CAS和脱氨酶组合的目标序列的编辑效率和特异性。PIN点底座编辑系统的模块化允许创建大量配置,它们的PAM特异性,序列编辑偏好和编辑效率可能会有所不同。为了促进和加速基于PIN点平台的应用程序的开发,我们创建了一种定制工具来设计GRNA,以针对感兴趣的基因并安装基本转换,包括那些将引入早产停止密码子或破坏剪接站点以敲除目标基因的基础转换。此外,我们进行了一个大规模的平行细胞屏幕,以分析两个不同的针对点基本编辑器配置的编辑活性,其GRNA针对数千个目标序列。我们使用从屏幕获得的数据来构造每种配置的观察到的编辑结果模型。我们将这些模型应用于旨在产生多个临床上相关基因靶标的功能敲除(包括CIITA和PCSK9)的功能敲除。分析了IN硅预测与GRNA基于细胞的性能的相关性后,我们确认该模型预测与Pin-Point Base编辑平台观察到的编辑效率相关。自定义GRNA设计工具和预测模型的组合导致了一种新型,高效的GRNA来识别能够通过破坏剪接站点来敲除PCSK9的识别,我们证实了文献中先前报道的其他GRNA设计的预测性能。使用我们基于细胞的广泛性能数据集告知我们的GRNA设计规则,创建可靠的自定义工具来优先考虑GRNA并选择具有高编辑效率的人。
表 2. 支持基因注释的证据。手工注释的柑橘木虱 Wnt 通路基因。总共有 24 个基因模型。每个基因模型都分配了一个标识符,并列出了用于验证或修改基因模型结构的证据。还列出了最能支持手工注释的 MCOT 转录组标识符。当存在从头转录组、Iso-Seq、RNA-Seq 和直系同源物支持的证据时,表中会标记“X”。MCOT:基于基因组 MAKER、Cufflinks、Oases 和 Trinity 转录本预测的综合转录组;MAKER:基因预测;从头转录组:使用 Iso-Seq 长读和 RNA-Seq 数据的独立转录组;Iso-Seq 转录本:用 Pacific Biosciences 技术生成的全长转录本; RNA-Seq:映射到基因组的读取也用作剪接点的支持证据;直系同源物证据:来自相关半翅目物种和果蝇的蛋白质。
田纳西大学的 Ramesh Narayanan 博士领导的研究小组试图开发针对雄激素受体 (AR) 的去势抵抗性前列腺癌 (CRPC) 的新疗法。由于睾酮不依赖,CRPC 的进一步生长依赖于 AR 活性,因此传统方法(如 FDA 批准的恩杂鲁胺)在其配体结合域 (LBD) 上竞争性拮抗 AR 以限制其活性。然而,突变的 LBD、AR 剪接变体 (AR-SV) 和增加的 AR 表达已在临床上得到广泛记录。(4) 患者体内这些异常的 AR 表达谱与短暂治疗期间药物耐药性的产生以及药物反应失败相对应。为了避免这种情况,Narayanan 博士的团队开发了小分子,可以降解 AR 以防止逃逸表型。第二代分子 UT-34(图 1)表现出良好的药代动力学,能够有效下调野生型(WT)和耐药细胞培养系统中的 AR,其中包括突变 LBD AR、AR-SV 和/或显著的 AR 扩增。
1. Thyparambil SP、Kim YJ、Chambers A 等人 (2018)。全面的蛋白质组学和基因组学分析以确定腺样囊性癌的治疗靶点。J Clin Oncol。36(15_suppl):6053 2. Ferrarotto R、Mitani Y、McGrail DJ 等人 (2021)。唾液腺腺样囊性癌的蛋白质组学分析定义了分子亚型并确定了治疗靶点。Clin Cancer Res 27(3):852-864 3. Humtsoe, JO。Humtsoe JO、Kim HS 等人 (2021)。新发现的 FGFR1 剪接变体成员与唾液腺腺样囊性癌中的 AXL/AKT 轴发生串扰。Cancer Res。 15;81(4):1001-1013 4. Zammarchi F、Havenith KE 等人 (2022)。ADCT-601 是一种新型吡咯并苯二氮卓二聚体抗体-药物偶联物,靶向表达 AXL 的癌症,临床前开发。Mol Cancer Ther. 1 月 27 日:doi:
雄激素受体 (AR) 是侵袭性前列腺癌的主要驱动因素。在用雄激素受体信号抑制剂 (ARSi) 进行初步治疗后,AR 信号的重新激活会导致耐药性。AR mRNA 的替代剪接产生 AR-V7 剪接变体,这是目前无法用药的 ARSi 耐药机制:AR-V7 缺乏配体结合域,激素和抗雄激素拮抗剂在此起作用,但仍可激活 AR 信号。我们发现 PKC β 是 AR 基因组位点转录和剪接的可用药调节剂。我们确定了一种临床 PKC β 抑制剂与 FDA 批准的抗雄激素联合使用,作为抑制 AR 基因组位点表达(包括 AR-V7 表达)同时拮抗全长 AR 的方法。PKC β 抑制可降低总 AR 基因表达,从而降低 AR-V7 蛋白水平并使前列腺癌细胞对当前的抗雄激素疗法敏感。我们证明这种组合可能是 AR-V7 阳性前列腺癌的可行治疗策略。
测序运行,从收到样本到报告的周转时间不到 7 天。结果表明,可扩展的检测方法可以准确且可重复地检测出 40ng DNA 中的小变异、拷贝数变异、微卫星不稳定性 (MSI) 和肿瘤突变负担 (TMB),以及 20ng RNA 中的多个基因融合,包括已知和未知的伴侣和剪接变体。对 717 个肿瘤样本和参考材料进行了测序,其中 96 个癌症相关基因存在已知变异,以评估检测性能。所有变异类别均能以一致且可报告的变异等位基因百分比可靠地检测到,总体准确度和精确度 > 99%。我们的结果表明,高通量 CGP 检测是一种准确的分子变异检测方法,支持肿瘤学的精准治疗。支持系统和可扩展的工作流程可以每周高效解释和及时报告数百个患者癌症基因组,并具有出色的分析性能。
环状 RNA (circRNA) 是一大类非编码 RNA。尽管已鉴定出数千种环状转录本,但其中大多数的生物学意义仍未得到探索,部分原因是缺乏生成功能丧失动物模型的有效方法。在本研究中,我们重点研究了 circTulp4,这是一种源自 Tulp4 基因的丰富 circRNA,在大脑和突触区室中富集。通过创建 circTulp4 缺陷小鼠模型,我们在其中突变了负责生成 circTulp4 的剪接接受体位点,但不影响线性 mRNA 或蛋白质水平,我们能够进行全面的表型分析。我们的结果表明,circTulp4 在调节神经元和大脑生理学、调节兴奋性神经传递的强度和对厌恶刺激的敏感性方面至关重要。该研究提供的证据表明,circRNA能够调节神经元中的生物学相关功能,并在表型的多个层面上产生调节作用,为circRNA在神经过程中的调控作用建立了原理证明。
(A) 果蝇 (Drosophila melanogaster) 和果蝇 (D. yakuba) 中 eIF4E1 基因组邻域的同源性比较。细箭头表示果蝇 (D. melanogaster) (顶部) 和果蝇 (D. yakuba) (底部) 基因组中参考基因 eIF4E1 所在的 DNA 链。指向右侧的细箭头表示 eIF4E1 在果蝇 (D. melanogaster) 中位于正 (+) 链上,指向左侧的细箭头表示 eIF4E1 在果蝇 (D. yakuba) 中位于负 (-) 链上。指向与 eIF4E1 相同方向的宽基因箭头相对于细箭头位于同一链上,而指向与 eIF4E1 相反方向的宽基因箭头相对于细箭头位于相反链上。果蝇 (D. yakuba) 中的白色基因箭头表示与果蝇 (D. melanogaster) 中相应基因的直系同源。 D. yakuba 基因箭头中给出的基因符号表示 D. melanogaster 中的直系同源基因,而基因座标识符特定于 D. yakuba。(B)GEP UCSC Track Data Hub 中的基因模型(Raney 等人,2014 年)。D. yakuba 中 eIF4E1 的编码区显示在用户提供的 Track(黑色)中;CDS 用粗矩形表示,内含子用细线表示,箭头表示转录方向。后续证据轨迹包括 NCBI RefSeq 基因的 BLAT 比对(深蓝色,D. yakuba 的 Ref-Seq 基因比对)、D. melanogaster 蛋白质的 Spaln(紫色,D. melanogaster 的 Ref-Seq 蛋白质比对)、TransDecoder 预测的转录本和编码区(深绿色)、成年雌性和成年雄性的 RNA-Seq(分别为红色和浅蓝色;D. yakuba 的 Illumina RNA-Seq 读段比对)以及使用 D. yakuba RNA-Seq (SRP006203 - Graveley et al, 2010) 通过 regtools 预测的剪接点。显示的剪接点分别具有 232、500-999 和 >1000 的读取深度,支持读取为粉色、棕色和红色。 (C) 果蝇 (D. melanogaster) 中的 eIF4E1-PB (x 轴) 与果蝇 (D. yakuba) 中的直系同源肽 (y 轴) 的点图。左侧和底部表示氨基酸编号;顶部和右侧表示 CDS 编号,CDS 也以交替颜色突出显示。序列相似性降低的区域用红色圈出。 (D) 果蝇 (D. melanogaster) 中的 eIF4E1-PC (x 轴) 与果蝇 (D. yakuba) 中的直系同源肽 (y 轴) 的点图。序列相似性降低的区域用红色圈出。
(A) 果蝇 (Drosophila melanogaster) 和果蝇 (D. miranda) 中 Pten 基因组邻域的同源性比较。细箭头表示果蝇 (D. melanogaster) (上) 和果蝇 (D. miranda) (下) 中目标基因 Pten 所在的 DNA 链。指向右侧的细箭头表示 Pten 在果蝇 (D. miranda) 中位于正 (+) 链上,指向左侧的细箭头表示 Pten 在果蝇 (D. melanogaster) 中位于负 (-) 链上。指向与 Pten 相同方向的宽基因箭头相对于细箭头位于同一链上,而指向 Pten 反方向的宽基因箭头相对于细箭头位于反链上。果蝇 (D. miranda) 中的白色基因箭头表示与果蝇 (D. melanogaster) 中相应基因直系同源,而黑色基因箭头表示非直系同源。灰色箭头表示在两个基因组邻域中都存在但不是同源的基因(在本例中为 Ror),在 D. miranda 中位于 Pten 的上游,但在 D. melanogaster 中位于 Pten 的下游。D. miranda 基因箭头中给出的基因符号表示 D. melanogaster 中的直系同源基因,而基因座标识符是 D. miranda 特有的。(B)GEP UCSC Track Data Hub 中的基因模型(Raney 等人,2014)。D. miranda 中 Pten 的编码区显示在用户提供的轨道(黑色)中;CDS 用粗矩形表示,内含子用细线表示,箭头表示转录方向。后续证据轨迹包括果蝇 (D. melanogaster) 蛋白质的 Spaln(紫色,果蝇 (D. melanogaster) 的 Ref-Seq 蛋白质比对)、NCBI RefSeq 基因的 BLAT 比对(深蓝色,果蝇 (D. miranda) 的 Ref-Seq 基因比对)、TransDecoder 预测的转录本和编码区(深绿色)、成年雌性和成年雄性的 RNA-Seq(分别为红色和浅蓝色;果蝇 (D. miranda) 的 Illumina RNA-Seq 读段比对)以及使用果蝇 (D. miranda) RNA-Seq (SRP009365) 由 regtools 预测的剪接点。所示的剪接点具有最小读取深度 10,其中 10-49、50-99 和 100-499 支持读取分别以蓝色、绿色和粉色表示。 (C) 果蝇 Pten-PB(x 轴)与果蝇直系同源肽(y 轴)的点图。左侧和底部标明氨基酸编号;顶部和右侧标明 CDS 编号,CDS 也以交替颜色突出显示。点图中的间隙表示序列相似性较低的区域。
剪接因子3b亚基1(SF3B1)参与了MRNA分支部位识别,是抗肿瘤抑制剂的靶标。在15%的慢性淋巴细胞性白血病(CLL)患者中观察到SF3B1中的突变,并且与预后不良有关,但它们的致病机制仍然很少了解。使用来自298个CLL肿瘤样品的深度RNA序列数据,以及等源性SF3B1 WT和K700E突变的CLL细胞系,我们表征了与SF3B1突变的sf3b1突变相关的靶标和前MRNA序列特征,包括在Map3K7 Gene Gene Resignal Resciental nf-nf-bectional sf3b1突变中的剪接位点。Using the H3B-8800 splicing modulator, we show, for the fi rst time in CLL, cytotoxic effects in vitro in primary CLL samples and in SF3B1 -mutated isogenic CLL cell lines, accompanied by major splicing changes and delayed leukemic in fi ltration in a CLL xenotransplant mouse model.H3B -8800表现出对SF3B1突变细胞的优先致死性,并与Bcl2抑制剂venetoclax保持了协同作用,从而支持SF3B1抑制剂作为CLL中新型治疗策略的潜在使用。