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纳米孔长阅读的下一代测序，用于检测线粒体DNA大规模缺失
原发性线粒体疾病是影响多个器官的进行性遗传疾病，并以线粒体功能障碍为特征。这些疾病可能是由用线粒体定位编码蛋白质的突变引起的，或者是由线粒体基因组（MTDNA）中的遗传缺陷引起的。后者包括点致病变体和大规模缺失/重排。mtDNA分子具有野生型或变体序列可以在单个细胞中共同存在，即一种称为mtDNA杂质者的条件。mtDNA单点突变通常是通过基于简短读数的下一代测序（NGS）检测到的，但是，这些读数受到识别结构mtDNA改变的限制。最近，已经发布了基于长读数的新NGS技术，从而可以获得长度的几千酶序列。该方法适合检测影响线粒体基因组的结构改变。在目前的工作中，我们说明了基于长阅读牛津纳米孔技术的两种测序方案的优化，以检测mtDNA结构变化。与简短读取NG和传统技术相比，这种方法在MTDNA的分析中具有很强的优势，有可能成为MTDNA遗传研究的选择方法。
重离子诱导缺失与拟南芥必需基因分布相关的基因组学研究
重离子束是一种电离辐射，它已作为一种强诱变剂应用于植物育种，并且是一种诱导大规模缺失和染色体重排的有前途的工具。重离子辐照的有效性可以用线性能量转移 (LET；keV µm -1 ) 来解释。不同 LET 值的重离子束会诱发不同类型和大小的突变。已有研究表明，缺失大小随 LET 值的增加而增大，较高的 LET 辐射会诱发复杂的染色体重排。在本研究中，我们将在拟南芥突变体中检测到的重离子束诱导的缺失定位到其基因组中。我们发现，不同的 LET（100 至 290 keV mm -1 ）之间的缺失大小相似，其上限受必需基因分布的影响，并且检测到的染色体重排避免了破坏必需基因。我们还重点研究了串联基因 (TAG)，即基因组中两个或多个同源基因相邻。我们的结果表明，100 keV µm -1 的 LET 足以破坏 TAG，并且必需基因的分布会强烈影响与其重叠的突变的遗传性。我们的研究结果提供了拟南芥基因组中大量缺失诱导的基因组视图。
Synechococcus elongatus 基因组中的系统性大片段缺失及其导致的转录组学变化
摘要：基因组精简是微生物进化过程中的自然过程，已成为生成理想底盘细胞用于合成生物学研究和工业应用的常用方法。然而，由于基因操作非常耗时，系统性基因组减少仍然是蓝藻生成此类底盘细胞的瓶颈。Synechococcus elongatus PCC 7942 是一种单细胞蓝藻，是系统性基因组减少的候选者，因为其必需基因和非必需基因已通过实验确定。本文报告，23 个超过 10 kb 的非必需基因区域中至少有 20 个可以被删除，并且可以实现这些区域的逐步删除。生成了一个七重缺失突变体（基因组减少了 3.8%），并研究了基因组减少对生长和全基因组转录的影响。在祖先三重至六重突变体（ b 、 c 、 d 、 e1 ）中，与野生型相比，上调的基因数量越来越多（最多 998 个），而在七重突变体（ f ）中上调的基因数量略少（831 个）。在来自五重突变体 d 的另一个六重突变体（ e2 ）中，上调的基因数量要少得多（232 个）。在本研究的标准条件下，突变体 e2 的生长率高于野生型、e1 和 f 。我们的结果表明，大量减少蓝藻基因组以生成底盘细胞和进行实验进化研究是可行的。
恶性疟原虫组氨酸富集蛋白 2 缺失的遗传特征及其对印度奥里萨邦疟疾干预的影响
摘要。通过恶性疟原虫 (P. falciparum) 富含组氨酸的蛋白质 2 (pfhrp2) 基因缺失而导致的诊断逃逸是全球消除疟疾工作的主要潜在障碍。我们调查了印度奥里萨邦 15 个疟疾流行村 pfhrp2 基因缺失的流行情况，并模拟了它们对正在进行的国内疟疾干预计划的影响。我们发现 61.6% 的亚潜伏性恶性疟原虫感染（即快速诊断测试 [RDT] 阴性和聚合酶链反应 [PCR] 阳性）有 pfhrp2 基因缺失，这些缺失主要位于外显子 2 区域（96.2%），并且主要在发热个体的样本中发现（82.6%）。在携带完整 pfhrp2 外显子 2 基因座的亚专利感染个体样本子集中，我们对 DNA 测序和蛋白质多样性特征进行了表征。我们的分析揭示了新的氨基酸重复基序（231 – 293 个氨基酸），这些变异重复序列与 RDT 1 /PCR 1 样本的重复序列不同。我们还在 pfhrp2 基因缺失的背景下评估了国家资助的大规模筛查和治疗干预。我们发现，与单独进行 RDT 治疗相比，大规模筛查和治疗结合其他干预措施（例如分发长效杀虫蚊帐、室内滞留喷洒）降低了携带 pfhrp2 缺失的恶性疟原虫（调整后的相对风险比 [aRRR] = 0.3；95% CI = 0.1 – 1.0）和携带完整 pfhrp2 基因的恶性疟原虫（aRRR = 0.4；95% CI = 0.2 – 1.1）的相对感染风险。总之，我们的研究结果强调，在印度朝着 2030 年消除疟疾的目标迈进之际，需要替代的诊断目标和工具。
“利用 CRISPR-Cas3 在人类多能干细胞中引入大量基因组缺失”。引自：当前协议
CRISPR-Cas 系统为研究人员提供了真核基因组编辑工具和治疗平台，可以靶向体细胞器官中的疾病突变。大多数此类工具采用 II 型（例如 Cas9）或 V 型（例如 Cas12a）CRISPR 酶在基因组中造成 RNA 引导的精确双链断裂。然而，此类技术在进行有针对性的大片段缺失方面能力有限。最近，在微生物中普遍存在并表现出独特酶特征的 I 型 CRISPR 系统已被用于有效地在人类细胞中造成大片段染色体缺失。I 型 CRISPR 首先使用一种称为 Cascade 的多亚基核糖核蛋白 (RNP) 复合物来找到其引导互补的靶位，然后招募解旋酶核酸酶 Cas3 沿着目标 DNA 行进并以高持续性进行长距离撕裂。当以纯化的 RNP 形式引入人体细胞时，CRISPR-Cas3 复合物可有效诱导 CRISPR 靶位点上不同长度（1-100 kb）的大型基因组缺失。由于这种独特的编辑结果，CRISPR-Cas3 在诸如去除整合的病毒基因组和研究影响基因功能和人类疾病的结构变异等任务中具有巨大前景。在这里，我们提供了使用 CRISPR-Cas3 引入大型缺失的详细方案。我们描述了从 Thermobifida fusca 中纯化 IE 型 CRISPR 蛋白 Cascade 和 Cas3、将 RNP 电穿孔到人体细胞中以及使用 PCR 和测序表征 DNA 缺失的分步程序。我们在此重点关注人类多能干细胞，因为它们具有临床潜力，但这些方案将广泛应用于其他细胞系和模型生物，包括大型基因组缺失、全基因或染色体去除、以及非编码元素的 CRISPR 筛选等。© 2022 Wiley Periodicals LLC。
鉴定导致 XIAP 缺乏的 XIAP 基因中的种系非编码缺失，揭示了关键的启动子序列
Zineb Sbihi、Kay Tanita、Camille Bachelet、Christine Bole、Fabienne Jabot-Hanin 等人。鉴定导致 XIAP 缺乏的 XIAP 基因中的种系非编码缺失揭示了关键启动子序列。临床免疫学杂志，2022 年，42 (3)，第 559-571 页。�10.1007/s10875-021-01188-z�。�hal-03864194�
对改变转录因子间距的自然插入和缺失的系统分析可识别耐受性和敏感的转录
基因表达的抽象调节需要在启动子和增强子上对序列特异性转录因子（TFS）的联合结合。先前的研究表明，TF结合位点之间间距的改变会影响启动子和增强子活性。然而，由于自然发生的插入和删除（Indels）导致的TF间距改变的重要性尚未系统地分析。为了解决这个问题，我们首先表征了通过ChIP-Seq（Chro-Matin免疫沉淀测序）确定的人类K562细胞中73 TF的全基因组间距关系。我们发现了协作因素之间放松的间距的主要模式，其中包括45个TFS专门与其结合伴侣展示了放松的间距。接下来，我们利用了遗传多样的小鼠菌株和人个体提供的数百万个indels来研究间距改变对TF结合和局部组蛋白乙酰化的影响。这些分析表明，与直接影响TF结合位点的遗传变异相比，通常可以容忍自然存在的插入的间距改变。为了实验验证这一预测，我们在巨噬细胞系中的六个内源基因组基因座上引入了PU.1和C/EBPβ结合位点之间的合成间距改变。在这些位置，PU.1和C/EBPβ的合作结合明显，可耐受的间距的变化范围从5 bp增加到> 30 bp的降低。总的来说，这些发现对理解增强子选择的机制以及对非编码遗传变异的解释具有影响。
利用 CasPlus 和优化的向导 RNA 预防工程化人类原代 T 细胞中的大量缺失和染色体丢失
。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。
原创文章 SOX11 的缺失和新生突变与具有 Cof-Siris 综合征特征的神经发育障碍有关
摘要 背景 SOX11 是一种转录因子，被认为在大脑发育中发挥作用。最近有报道称两例 Cofín - Siris 综合征患者出现 SOX11 突变，这表明 SOX11 与人类发育障碍有关。在这里，我们进一步研究 SOX11 变异在神经发育障碍中的作用。方法 我们使用基于阵列的比较基因组杂交和三外显子组测序来识别患有智力障碍的儿童，这些儿童的 SOX11 基因缺失或从头点突变会破坏 SOX11。使用体外基因表达报告系统评估 SOX11 突变的致病性。通过敲低 Sox11 表达在非洲爪蟾中进行了功能丧失实验。结果 我们确定了七个个体的 2p25 染色体缺失涉及 SOX11。三外显子组测序鉴定出三种新生 SOX11 变异体，两种错义（p.K50N；p.P120H）和一种无义（p.C29*）。利用体外基因表达系统评估错义突变的生物学后果。这些个体患有小头畸形、发育迟缓和与轻度 Cof - Siris 综合征相符的共同畸形特征。为了进一步研究 SOX11 的功能，我们敲除了非洲爪蟾中的直系同源基因。与对照组相比，变异体的头部尺寸显著减小。这表明 SOX11 功能丧失可能与小头畸形有关。结论因此，我们提出 SOX11 缺失或突变可能表现出 Cof - Siris 表型。