优化酶在新型化学环境中起作用是合成生物学具有广泛应用的核心目标。在这项工作中,我们通过使用机器学习(ML)从超高通知功能屏幕中融合进化信息和实验数据来开发一种技术,用于设计蛋白质变体的活跃和多样化的蛋白质变体库。我们在多轮运动中验证了我们的方法,以优化NUCB的活性,nucB的活性,核酸酶酶在慢性伤口的治疗中应用。我们将我们的ML引导运动与维特罗定向进化(DE)和尼里科(Silico In-Silico)命中重组(HR)的平行运动进行了比较。ML引导的运动发现了数百种高度活跃的变体,最多有19倍的核酸酶活性改善,表现优于DE发现的12倍改进,并且在命中率和多样性方面表现出色。我们还表明,仅在进化数据上训练的模型而无需访问任何实验数据,就可以比传统的初始图书馆生成方法以明显高的速率设计功能变体。为了推动ML引导酶设计的未来进展,我们策划了一个55K多种变体的数据集,这是迄今为止最广泛的基因型 - 表型酶活性景观之一。数据和代码可在以下网址提供:https://github.com/google-deepmind/nuclease_design。
优化酶在新型化学环境中起作用是合成生物学的核心目标,但通常会因崎,、膨胀的蛋白质搜索空间和昂贵的实验而阻碍优化。在这项工作中,我们提出了电信,这是一种将进化和实验数据融合到设计多种蛋白质变体文库的ML框架,并采用它来改善核酸酶酶的催化活性,从而降解在慢性伤口上积累的生物膜。在使用触觉和标准定向进化(DE)方法的多轮高通量实验(并行)之后,我们发现我们的方法发现,与DE相比,最高表现的酶变体明显更好,在发现多样化的高级活动性变体方面具有更好的命中率,甚至无法使用高强度的初始实验数据来设计高度,甚至能够设计出高度的初始实验数据。我们发布了一个55K核酸酶变体的数据集,这是迄今为止最广泛的基因型 - 表型酶活性景观之一,以推动ML引导设计的进一步进展。
设计酶以在新型化学环境中起作用是合成生物学具有广泛应用的核心目标。在这项工作中,我们描述了一项由机器学习(ML)引导的运动,以设计核酸酶NucB,核酸核酸核酸hut(一种酶)在治疗慢性伤口时应用。在多轮酶演化运动中,我们将超高通量功能筛选与ML相结合,并将其与维特罗定向进化(DE)的平行运动(DE)和硅内命中率重组(HR)进行了比较。ML引导的运动发现了数百种高度活跃的变体,最多有19倍的核酸酶活性改善,表现优于DE发现的12倍改进。此外,ML设计的命中率距离NUCB WildType高达15个突变,在命中率和多样性方面远远超过了HR方法。我们还表明,仅在进化数据上训练的模型而无需访问任何实验数据,就可以比传统的初始图书馆生成方法以明显高的速率设计功能变体。为了推动ML引导设计的未来进展,我们策划了一个55K多种变体的数据集,这是迄今为止最广泛的基因型 - 表型酶活性景观之一。数据和代码可在以下网址提供:https://github.com/google-deepmind/nuclease_design。
用Cas9核糖核蛋白(Cas9核酸酶)在体外消化PCR扩增子是检测indectels的敏感测定法。与不匹配检测分析不同,CAS9具有确定靶向效率超过50%的额外优势。这是有价值的,因为在基因组编辑实验中的靶向效率增加并用于检测分离的细胞菌落或组织中的双重编辑,并且以前仅使用专用PCR或Amplicon测序方法才能实现。
附加声明:是的,存在潜在的竞争利益。N.W.、A.C.、A.J.T.和 G.T.¦ 领导了 dPCR MEGA 方法的专利申请。M.M.、M.H.P.和 S.S. ¦ 领导了用于增强 HDR 的药物抑制剂的专利申请。这项工作得到了英国威康信托基金会 (217112/Z/19/Z) 的支持。A.J.T.、C.B.、A.C.、G.T.和 G.S.还得到了英国国家健康和护理研究所、大奥蒙德街儿童医院、国家健康服务基金会和伦敦大学学院的生物医学研究中心的支持。A.J.T.是 Orchard Therapeutics、Generation Bio、Carbon Biosciences 和 4BIO Capital 的科学顾问委员会成员。C. Booth 在过去 3 年中为 SOBI 和 Novartis 提供临时咨询服务,并为 SOBI 和 Chiesi 制作教育材料。P.A.、S.W.、C.R.J、G.S.、R.N.、M.M.、G.T.目前受雇于阿斯利康,可能是阿斯利康的股东
(续)指示统计上显着的差异(两尾t检验)。c和d,用媒介物(车辆)或20μmol/l d16处理的MDAH-2774细胞流式细胞仪细胞周期分析过夜。c,用PI染色的细胞的定量表明g 1-,s-和g 2 – m相间的细胞分布百分比。d,代表性pi files。*,p <0.05; **,p <0.01(两尾t检验,n = 3个生物学重复)。e,H1299稳定的殖民地形成
皮瓣核酸内切酶1(Fen1)是一种结构特异性的金属核酸酶,在复制和修复过程中切割5'DNA瓣。fen1是开发抗癌疗法的有吸引力的靶标,因为它在许多肿瘤类型中过表达,并且具有大量的合成致死性伴侣,包括同源重组基因(HR)途径(Mengwasser等,2019; Guo等,2020)。利用基于碎片的药物发现(FBDD)方法,我们确定了一种新型的金属结合药效团,该药效团与Fen1活性位点中的两个镁离子结合。使用碎片增长策略进一步阐述导致高度有效和选择性抑制剂。在生物化学测定中(分别为7 nm和460 nm的IC50),对FEN1的当前铅(BSM-1516)对FEN1的有效性比其相关酶外核酸酶1(EXO1)高65倍,与早期努力相比,改善了量的更大范围。fen1靶标在活细胞中的靶标参与通过细胞热偏移分析验证(CETSA
此方案是使用已停产的 Cas9 蛋白版本 (Alt-R Sp Cas9 Nuclease 3NLS) 开发的。目前可用的产品 (Alt-R Cas9 Nuclease V3) 具有改进的 NLS,应以相同的体积和浓度直接替换到此方案中。IDT 建议使用 Alt-R™ Sp Cas9 Nuclease V3 与 Alt-R CRISPR-Cas9 crRNA 和 tracrRNA 结合使用,以生成核糖核蛋白编辑复合物,从而在大多数目标位点上实现高编辑效率。查看 Alt-R CRISPR-Cas9 用户指南,了解如何将核糖核蛋白转染哺乳动物细胞系(可在 www.idtdna.com/CRISPR 上找到)。
多结构域蛋白内的变构信号传导是空间上相距较远的功能位点之间通信的驱动因素。了解大型多结构域蛋白中变构耦合的机制是实现系统空间和时间控制的最有希望的途径。最近,CRISPR-Cas9 在分子生物学和医学领域的应用激增,这促使人们需要了解 Cas9 的原子级蛋白质动力学(这是其变构串扰的驱动力)如何影响其生物物理特性。在本研究中,我们使用核磁共振 (NMR) 和计算的协同方法来精确定位热稳定性 Geo Cas9 的 HNH 结构域中的变构热点。我们表明,K597 突变为丙氨酸会破坏盐桥网络,进而改变 Geo HNH 结构域的结构、变构运动的时间尺度和热稳定性。在广泛研究的中温 S. pyogenes Cas9 中,这种同源赖氨酸到丙氨酸的突变同样改变了 Sp HNH 域的动力学。我们之前已经证明,通过突变改变变构是 Sp Cas9 (e Sp Cas9) 特异性增强的来源。因此,这在 Geo Cas9 中可能也是如此。由 AIP Publishing 独家授权发布。https://doi.org/10.1063/5.0128815
摘要:脱落酸(ABA)参与调控抗旱性,而吡巴克汀抗性样(PYL)蛋白被称为脱落酸受体。为了阐明水稻中脱落酸受体之一的作用,通过 CRISPR / Cas9 在水稻中诱变 OsPYL9。基于位点特异性测序筛选出缺乏任何脱落酸靶标和 T-DNA 的纯合和杂合突变体植物,并用于形态生理学、分子和蛋白质组学分析。在胁迫条件下,突变株似乎积累了更高的脱落酸、抗氧化活性、叶绿素含量、叶片角质层蜡质和存活率,而丙二醛水平、气孔导度、蒸腾速率和维管束则较低。蛋白质组学分析发现总共有 324 种差异表达蛋白 (DEP),其中 184 种和 140 种分别上调和下调。OsPYL9 突变体在干旱和水分充足的田间条件下均表现出谷物产量增加。大多数与昼夜节律、干旱反应和活性氧有关的 DEP 在突变体植物中上调。京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 分析显示 DEP 仅参与昼夜节律,基因本体论 (GO) 分析表明大多数 DEP 参与对非生物刺激的反应以及脱落酸激活的信号通路。蛋白质 GIGANTEA、Adagio 样和伪反应调节蛋白在蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中表现出更高的相互作用。因此,总体结果表明CRISPR / Cas9产生的OsPYL9突变体具有提高水稻抗旱性和产量的潜力。此外,全局蛋白质组分析为水稻抗旱的分子机制提供了新的潜在生物标记和理解。