洪丹妮是厦门大学生命科学学院的博士生。林红丽是厦门大学生命科学学院的研究生。刘丽芳是厦门大学生命科学学院的研究生。舒木雅是中国科学院遗传与发育生物学研究所的博士后研究员。戴建武是中国科学院遗传与发育生物学研究所的教授。卢发龙是中国科学院遗传与发育生物学研究所的教授。佟梦莎是厦门大学生命科学学院的助理教授。黄嘉良是厦门大学生命科学学院的教授。收稿日期:2022 年 8 月 17 日。修订日期:2022 年 10 月 21 日。接受日期:2022 年 10 月 24 日 © 作者 2022。牛津大学出版社出版。保留所有权利。如需许可,请发送电子邮件至:journals.permissions@oup.com
抽象增强器协调驱动多细胞发展和谱系承诺的基因表达程序。因此,人们认为增强子的遗传变异通过改变细胞命运承诺会导致发育疾病。然而,尽管已经确定了许多含有变异的增强子,但缺乏内生测试这些增强剂对谱系承诺的影响的研究。我们执行一个单细胞CRISPRI筛选,以评估与先天性心脏缺陷(CHD)有关的25种增强子和推定心脏靶基因的内源性作用。我们确定了16个增强剂,其抑制导致人类心肌细胞(CMS)的分化不足。专注的CRISPRI验证屏幕表明,TBX5增强剂的抑制延迟了从中期到后期CM状态的转录开关。两个TBX5增强剂表观遗传扰动的内源性遗传缺失。共同确定了心脏发育的关键增强子,并表明这些增强剂的不正调可能导致人类患者的心脏缺陷。
Johnathan Cooper-Knock,1,10,* Sai Zhang,2 Kevin P. Kenna,3 Tobias Moll,1 John P. Franklin,1 Samantha Allen,1 Helia Ghahremani Nezhad,1 Alfredo Iacoangeli,4 Nancy Y. Yacovzada,5 Chen Eitan,5 Eran Hornstein,5 Eran Elhaik,6 Petra Celadova,7 Daniel Bose,7 Sali Farhan,8 Simon Fishilevich,5 Doron Lancet,5 Karen E. Morrison,9 Christopher E. Shaw,4 Ammar Al-Chalabi,4 Project MinE ALS Sequencing Consortium,Jan H. Veldink,3 Janine Kirby,1 Michael P. Snyder,2 和 Pamela J. Shaw 1,* 1 谢菲尔德转化神经科学研究所 (SITraN),谢菲尔德大学谢菲尔德,英国谢菲尔德 2 斯坦福基因组学和个性化医学中心,斯坦福大学医学院遗传学系,斯坦福,CA 94305,美国 3 神经病学系,鲁道夫马格努斯脑中心,乌得勒支大学医学中心,乌得勒支,荷兰 4 基础和临床神经科学系,精神病学、心理学和神经科学研究所,伦敦国王学院,伦敦,英国 5 分子遗传学系,魏茨曼科学研究所,雷霍沃特,以色列 6 生物系,隆德大学,隆德,瑞典 7 谢菲尔德大学谢菲尔德核酸研究所,谢菲尔德,英国 8 分析和转化遗传学部门,医学系,麻省总医院和哈佛医学院,美国马萨诸塞州波士顿 9 南安普顿大学医学院,南安普顿,英国 10 主要联系人 * 通讯地址: j.cooper-knock@sheffield.ac.uk (JC-K.), pamela.shaw@sheffield.ac.uk (PJS)
1. 英国伦敦癌症研究所癌症药物研发中心 7 2. 上海生物制品研究所,上海,中国 8 3. 广东工业大学生物医学与制药科学研究所,广州,中国 9 4. 中国农业科学院深圳农业基因组研究所,深圳,中国 10 5. 广州医科大学 GMU-GIBH 联合生命科学学院,广州,中国 11
Allstate Corporation (NYSE: ALL) 是美国最大的上市个人保险公司之一。作为 Allstate Corporation 的一部分,Allstate Health Solutions 专注于为个人和协会提供补充和短期保险选择。Allstate Health Solutions 是 National Health Insurance Company、Integon National Insurance Company、Integon Indemnity Corporation 和 American Heritage Life Insurance Company 承保的产品的营销名称。最佳。这四家公司共同被授权在美国 50 个州和哥伦比亚特区提供健康保险。每个承保公司对其各自的产品负责。National Health Insurance Company 在 AK、AL、AR、AZ、DE、IA、IL、IN、LA、ME、MO、MS、MT、NC、ND、NE、NV、OH、OK、OR、SC、TX、UT、WI、WV 和 WY 承保产品。FL 的保单由 Integon Indemnity Corporation 承保。
基于核酸酶失活 CRISPR/Cas (dCas) 的系统已成为一种强大的技术,可以综合重塑人类表观基因组和基因表达。尽管这些平台的采用越来越多,但它们的相对效力和机制差异尚未完全表征,特别是在人类增强子-启动子对中。在这里,我们系统地比较了最广泛采用的基于 dCas9 的转录激活因子,以及由与人类 CBP 蛋白催化核心融合的 dCas9 组成的激活因子,以及人类增强子-启动子对。我们发现这些平台在不同人类细胞类型中显示出不同的相对表达水平,并且它们的转录激活效率因效应域、效应子募集结构、靶位点和细胞类型而异。我们还表明,每种基于 dCas9 的激活剂都可以诱导增强子 RNA (eRNA) 的产生,并且这种 eRNA 诱导与同源启动子的下游 mRNA 表达呈正相关。此外,我们使用基于 dCas9 的激活剂来证明人类增强子和启动子之间可以存在内在的转录和表观遗传互惠性,并且可以通过将基于 dCas9 的转录激活剂靶向增强子来合成驱动增强子介导的下游启动子的追踪和参与。总之,我们的研究为增强子介导的人类基因表达控制和基于 dCas9 的激活剂的使用提供了新的见解。
它们的活性如何结合起来控制 RNA 表达仍不清楚。在这里,我们设计了一种高通量报告基因检测方法,称为 ExP STARR-seq(增强子 x 启动子自转录活性调控区测序),并用它来检查人类 K562 细胞中 1,000 个增强子和 1,000 个启动子序列的组合兼容性。我们确定了增强子-启动子兼容性的简单规则:大多数增强子以相似的量激活所有启动子,并且内在增强子和启动子活性相乘地结合起来决定 RNA 输出(R 2 =0.82)。此外,两类增强子和启动子显示出微妙的优先效应。管家基因的启动子含有内置的激活基序,例如 GABPA 和 YY1 等因子,这降低了启动子对远端增强子的反应性。可变表达基因的启动子缺乏这些基序,对增强子表现出更强的反应性。总之,对增强子-启动子兼容性的系统评估表明,通过增强子和启动子类别调整的乘法模型可以控制人类基因组中的基因转录。
1美国旧金山旧金山分校的物理治疗与康复科学系; 2美国旧金山旧金山分校的大脑和脊柱损伤中心; 3美国旧金山旧金山大学病理学系; 4美国旧金山旧金山分校的生物化学与生物物理学; 5 Fundacio´ n Ciencia&Vida,智利圣地亚哥; 6加利福尼亚大学旧金山旧金山,美国霍华德·休斯医学院; 7美国旧金山旧金山大学神经外科系; 8加利福尼亚大学旧金山旧金山旧金山大学神经科学研究所; 9加利福尼亚大学旧金山旧金山,美国的卡夫利基本神经科学学院1美国旧金山旧金山分校的物理治疗与康复科学系; 2美国旧金山旧金山分校的大脑和脊柱损伤中心; 3美国旧金山旧金山大学病理学系; 4美国旧金山旧金山分校的生物化学与生物物理学; 5 Fundacio´ n Ciencia&Vida,智利圣地亚哥; 6加利福尼亚大学旧金山旧金山,美国霍华德·休斯医学院; 7美国旧金山旧金山大学神经外科系; 8加利福尼亚大学旧金山旧金山旧金山大学神经科学研究所; 9加利福尼亚大学旧金山旧金山,美国的卡夫利基本神经科学学院
基因复制和转录增强子的出现/修饰被认为对动物进化过程中表型创新做出了巨大贡献。尽管如此,人们对基因复制后增强子如何进化以及调控信息如何在复制基因之间重新连接知之甚少。果蝇 bric-a-brac (bab) 复合体由串联旁系同源基因 bab1 和 bab2 组成,为解决这些问题提供了范例。我们之前描述了一种调节发育足中 bab2 表达的基因间增强子 (名为 LAE)。我们在此显示直接与 LAE 结合的 bab2 调节子也控制跗骨细胞中的 bab1 表达。通过 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑切除 LAE 表明,这种增强子似乎参与了 bab1 和 bab2 在腿部组织中共表达,但并不是严格必需的。相反,LAE 增强子对于沿近端-远端足轴的旁系同源物特异性 bab2 表达至关重要。染色质特征和表型挽救实验表明,LAE 功能部分冗余,腿特异性调控信息与 bab1 转录单元重叠。系统基因组学分析表明 (i) bab 复合体起源于 Cyclorrhapha dipteran 亚系早期祖先单基因的复制,以及 (ii) LAE 序列在 Brachycera 亚目中很早就已进化固定,因此早于基因复制事件。这项工作为增强子提供了新的见解,特别是关于它们的出现、维持和进化过程中的功能多样化。