Roland Heilig, Ralph Eckenberg, Jean-Louis Petit, Núria Fonknechten, Corinne da Silva, Laurence Catholic, Michaël Levy, Valérie Barbe, Véronique de Berardinis, Abel Ureta-Vidal, Eric Peliatier, Virginie Vico, Véronique Anthouard, Lee Rowen, Madan, Shizhen Qin,Hui Sun,Hui du,Kymberlie Pepin,FrançoisArtuenave,Catherine Robert,Corinne Cruaud,ThomasBrüls,Olivier Jaillon,Lucie Jaillon,Lucie Friedlander,Gaelle Samson,Philippe Broctier,Susan Cure,Susan Cure,BégatriceSungiesame samevie samevie samevie sameve,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,弗兰斯,, Nissa Abbasi, Nathalie Aiach, Didier Boscus, Rachel Dickhoff, Monica Dors, Ivan Dubois, Cynthia Friedman, Michel Gouyvenoux, Rose James, Anuradha Madan, Barbara Mairey - Estrada, Sophie Mangenot, Nathalie Martins, Manuela Ménard, Sophie Oztas, Amber Ratcliffe, Tristan Shaffer, Barbara Trask, Benoit Vacherie, Chadia Bellemere, Caroline Belser, Marielle Besnard-Gonnet, Delphine Bartol-Mavel, Magali Boutard, Stéphanie Briez-Silla, Stephane Combette, Virginie Dufossé-Laurent, Carolyne Ferron, Christophe Lechaplais, Claudine Louese, Delphine Muslett, Ghislaine Magdelenat, Emilie Pateau, Emmanuelle Petit, Peggy Sirvain-Trukniewicz, Arnaud Trybou, Nathalie Vega-Czarny, Elodie Bataille, Elodie Bluet, Isabelle Bordelais, Maria Dubois, Corinne Dumont, Thomas Guérin, Sébastien Haffray, Rachid Hammadi, Jacqueline Muanga, Virginie Pellouin, Dominique Robert, Edith Wunderle, Gilbert Gauguet, Alice Roy, Laurent Sainte-Marthe, Jean Verdier, Claude, Verdier-Mecla, Ladeana Hillier, Lucinda Fulton, John McPherson, Fumihiko Matsuda, Richard Wilson, Claude Scarpelli, Gábor Gyapay,帕特里克·温克(Patrick Wincker),威廉·索林(William Saurin),弗朗西斯·奎蒂(FrancisQuétier),罗伯特·沃特斯顿(Robert Waterston),勒罗伊·胡德(Leroy Hood)和让·韦森巴赫(Jean Weissenbach)
。cc-by 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该版本的版权所有,该版本发布于2023年6月25日。 https://doi.org/10.1101/2023.06.25.546419 doi:biorxiv preprint
CRISPR-Cas9 编辑是一种可扩展的生物通路映射技术,但据报道会导致基因组发生各种不希望出现的大规模结构变化。我们对原代人类细胞中的基因组进行了阵列式 CRISPR-Cas9 扫描,以 101,029 个指导基因为靶点敲除 17,065 个基因。高维表型组学揭示了一种“邻近偏差”,其中 CRISPR 敲除与同一染色体臂上生物学上不相关的基因的敲除具有意想不到的表型相似性,重现了典型的基因组结构和结构变异。转录组学将邻近偏差与染色体臂截断联系起来。对已发表的大规模敲除和敲减实验的分析证实,这种影响在细胞类型、实验室、Cas9 递送机制和检测方式中普遍存在,并表明邻近偏差是由 DNA 双链断裂引起的,细胞周期控制起着中介作用。最后,我们展示了一种针对大规模 CRISPR 筛选的简单校正方法,以减轻这种普遍存在的偏见,同时保留生物学关系。
摘要 进化视角增强了我们对生物机制的理解。通过对近缘线虫物种秀丽隐杆线虫 (Cbr) 和秀丽隐杆线虫 (Cel) 之间的性别决定和 X 染色体剂量补偿机制的比较,发现控制这两个过程的遗传调控层次是保守的,但控制 X 表达的专门凝聚蛋白剂量补偿复合物 (DCC) 的 X 染色体靶标特异性和结合模式已经出现分歧。我们在 Cbr DCC 募集位点内发现了两个在 X 上高度富集的基序:13 bp MEX 和 30 bp MEX II。在具有一个或两个基序的多个拷贝的内源性募集位点中突变 MEX 或 MEX II 会降低结合,但仅去除所有基序会消除体内结合。因此,DCC 与 Cbr 募集位点的结合看起来是附加的。相反,DCC 与 Cel 募集位点的结合是协同的:即使只突变一个基序也会消除体内结合。尽管所有 X 染色体基序都具有 CAGGG 序列,但它们在其他方面已经分化,因此一个物种的基序无法在另一个物种中发挥作用。功能分化在体内和体外均已得到证实。Cbr MEX 中的单个核苷酸位置可以决定 Cel DCC 是否结合。DCC 靶标特异性的这种快速分化可能是建立线虫物种间生殖隔离的重要因素,并且与果蝇物种间 X 染色体剂量补偿的靶标特异性的保守性以及控制发育过程(例如从果蝇到小鼠的体型特征)的转录因子的靶标特异性的保守性形成了鲜明对比。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2023 年 3 月 22 日发布。;https://doi.org/10.1101/2023.03.22.533709 doi:bioRxiv 预印本
摘要最常见的基因调节机制是当转录因子(TF)蛋白与调节序列结合以增加或减少RNA转录时。但是,在搜索这些序列时,TFS面临两个主要挑战。首先,相对于基因组长度,这些序列消失了。第二,散布在整个基因组上的几乎相同的序列,导致蛋白质暂停搜索。,但正如大肠杆菌中LACI调节的计算研究中所指出的那样,如果考虑DNA循环,这种几乎目标可能会较低。在本文中,我们探讨了这是否也发生在整个染色体的距离上。为此,我们开发了一个跨尺度的计算框架,该框架结合了建立的促进式扩散模型,用于基地级搜索和一个捕获全染色体范围的飞跃的网络模型。为了使我们的模型逼真,我们使用HI-C数据集作为超过100 TF的长期DNA片段和结合曲线之间3D接近的代理。使用我们的跨尺度模型,我们发现指向单个目标的中位数搜索时间严重取决于网络组合的结合节点强度(链接权重的总和)和局部分离率。另外,通过随机化这些速率,我们发现某些实际的3D目标配置比随机对应物更快或较慢。这一发现暗示染色体的3D结构漏斗对于相关的DNA区域必不可少。
Labeo Rohita(Rohu)对南亚的水产养殖很重要,其生产量接近大西洋鲑鱼。虽然对Rohu的遗传改善正在进行中,但在Rohu中,在其他水产养殖改善计划中常用的基因组方法已被阻止,部分原因是缺乏高质量的参考基因组。在这里,我们提出了使用下一代测序技术组合产生的高质量的从头基因组,从而产生了946 MB基因组,该基因组由25个铬虫和2,844个未放置的支架组成。值得注意的是,虽然大约是现有基因组序列的大小的一半,但我们的基因组代表了使用流量细胞仪新估计的基因组大小的97.9%。与该基因组结合使用了120个个体的测序,以预测三个主要河流(Jamuna,Padma和Halda)中的种群结构,多样性和差异,以推断Rohu中可能的性别确定机器。这些结果证明了新的Rohu基因组在现代化Rohu遗传改善计划的某些方面的实用性。
哺乳动物的性染色体是高度保守的,性别由 Y 染色体上的 SRY 决定。两种特殊的啮齿动物群(其中一些物种缺少 Y 染色体和 Sry)为我们了解新的性基因如何产生并取代 Sry ,从而导致性染色体周转提供了见解。然而,30 多年的深入研究未能揭示这两个谱系中新的性基因的身份。我们在此报告在奄美刺鼠 Tokudaia osim- ensis 中发现了雄性特异性的 Sox9 增强子重复,这种大鼠的雄性和雌性都只有一条 X 染色体(XO/XO),而 Y 染色体和 Sry 完全丢失。我们进行了全面的调查以检测刺鼠中性别特异性的基因组区域。性别相关的基因组差异仅限于雄性特异性的 17 kb 单位重复,该重复位于常染色体上 Sox9 上游 430 kb 处。使用雄性刺鼠细胞进行的 Hi-C 分析表明,重复区域具有与 Sox9 的潜在染色质相互作用。重复单元含有一个与小鼠增强子 14 (Enh14) 同源的 1,262 bp 元件,Enh14 是一种候选 Sox9 增强子,在小鼠中功能冗余。转基因报告小鼠表明,刺鼠 Enh14 可作为小鼠胚胎睾丸增强子发挥作用。用重复的刺鼠 Enh14 替换 Enh14 的 XX 小鼠的胚胎生殖腺显示 Sox9 表达增加,Foxl2 表达减少。我们提出,这种 Sox9 增强子的雄性特异性重复取代了 Sry 功能,从而定义了刺鼠中的一种新型 Y 染色体。
背景:衰老是一种异质性过程,其特征包括细胞和分子特征,包括造血干细胞的变化,是慢性疾病的主要风险因素。X 染色体失活 (XCI) 会随机转录沉默 46, XX 女性每个细胞中的母系或父系 X,以平衡与 46, XY 男性的基因表达。年龄获得性 XCI 偏差描述了组织中细胞的优先选择导致 XCI 失衡,这在衰老女性的血液组织中尤为普遍,但其临床后果尚不清楚。方法:我们使用从全血中提取的 DNA 对 TwinsUK 人群队列中的 1575 名女性进行了 XCI 检测。我们采用前瞻性、横断面和双胞胎内研究设计来描述 XCI 偏差与衰老、心血管疾病风险和癌症诊断的分子和细胞指标之间的关系。结果:我们证明 XCI-skew 独立于传统的生物衰老标记,并且与造血偏向髓系有关。使用动脉粥样硬化心血管疾病风险评分(该评分可捕捉传统风险因素),XCI-skew 与心血管疾病风险增加有关,无论是横断面还是 XCI-skew 不一致双胞胎对。在一项前瞻性的 10 年随访研究中,XCI-skew 可预测未来的癌症发病率。结论:我们的研究表明,年龄获得性 XCI-skew 可捕捉造血干细胞群的变化,并具有作为慢性疾病风险独特生物标记的临床潜力。资金:KSS 感谢医学研究委员会 [MR/M004422/1 和 MR/R023131/1] 的资助。JTB 感谢 ESRC [ES/N000404/1] 的资助。 MM 承认由英国国家健康研究院 (NIHR) 资助的位于盖伊和圣托马斯 NHS 基金会信托的生物资源、临床研究设施和生物医学研究中心与伦敦国王学院合作提供的资金。TwinsUK 由威康信托基金、医学研究理事会、欧盟、慢性疾病研究基金会 (CDRF)、Zoe Global Ltd 和由英国国家健康研究院 (NIHR) 资助的位于盖伊和圣托马斯 NHS 基金会信托的生物资源、临床研究设施和生物医学研究中心与伦敦国王学院合作提供资金。
一个广泛使用的具有较长非倒置片段的平衡子的重要例子是 X 染色体平衡子 First Multiple 7 (FM7, Merriam 1968),其中在 FM7c 染色体上发现的雌性不育突变 singed, sn X2 因 4E1-11F2 倒位内的双交叉事件而多次丢失 (Miller et al. 2016a)。我们研究了该区域中的几个雌性不育基因和雌性致死基因(例如 ovo 、 snf 、 Sxl 、 otu ; Grammates et al. 2022),并希望实现更好的平衡。由于我们使用的这些基因的等位基因在雄性中可存活且可育,因此我们希望平衡子具有半合子和纯合致死性。为了构建更好的平衡子,我们利用了 CRISPR/Cas9 基因组编辑系统 (Ren 等人 2013;Port 和 Bullock 2016;Benner 和 Oliver 2018),针对 FM7c 的这个大型有问题的倒位 (4E1-11F2,图 1B)。这个片段中的新倒位将更好地抑制此区域内的双交叉事件。为了有目的地设计一个新的倒位,我们想要在 4E1-11F2 片段内创建一个断点,并在 FM7c 上此片段外的另一个区域创建一个断点。我们决定在 FM7c 平衡子染色体中的 cut (ct,在 4E1-11F2 内,图 1B) 处进行倒位,这是一个必需基因,但具有可行的等位基因,以及 white a (wa,在 4D7-1B3 内,图 1B)。为了实现这一目标,我们创建了一个多顺反子 CRISPR gRNA 构建体(Port 和 Bullock 2016;Benner 和 Oliver 2018),其中包含两个针对 wa 第一个内含子的 gRNA(Grammates 等人 2022)和两个针对 ct 和 ct 6 之间区域的 gRNA