url:https://www.nature.com/articles/s41586-024-08319-7研究授予该研究基于人类边界科学计划(HFSP)(RGP0025/2021),BB/V003984/1),日本科学机构(J. J. PMJPR20K3),科学研究授予授予的特殊研究研究员(JSP)特殊研究研究员(RPD)(问题22KJ0502),学术转型领域的研究(构成了学术研究基础(高级基因组支持)(问题编号:22H04925),基于基础的研究(C)(问题编号:21K06284),特殊晋升研究(问题编号:21H04977),基于基础的研究,基础(问题:A)(A)(A)(A)(A)(A)22.22111。 F/R/221024,RGF/R1/180006,RGF/EA/201030和RF/ERE/210069),Center National de La Recherche Scientifique(IRP这是在Synerte和其他人的支持下实施的。 词汇表(注1)Centromere在细胞分裂过程中参与染色体分布的基因组DNA区域。称为纺锤线的结构附着在该区域形成并拉动蛋白质复合物(称为动力学)上,从而导致染色体分布。
研究基于人类边界科学计划(HFSP)(RGP0025/2021),BBSRC(BB/V003984/1),日本科学与技术机构(JST)CREST(问题NO.:JPMJCR15O1),Sakigake,Sakigake(问题:JPMJPR20K3)。学术变化领域研究(学术研究支持基金会(高级基因组支持)(问题:22H04925),基础研究(C)(问题号:21K06284),这是在特殊促销研究(主题:21H04977),基础研究(A)(主题号:23H00365)的支持下进行的,皇家学会奖项(UF160222,RF/RF/ERE/221032,URF/R/R/R/221024同步)。
摘要 中心粒卫星是高阶组装体,由蛋白质 PCM1 支撑,以粒子形式围绕中心体运动,在基本细胞过程(尤其是纤毛生成和自噬)中发挥关键作用。尽管存在涉及磷酸化和泛素化的严格控制机制,但塑造这些结构的翻译后修饰的前景仍然难以捉摸。本文,我们报告了一种小分子坏死磺酰胺 (NSA),该小分子以结合和灭活坏死性凋亡细胞死亡的关键效应物 MLKL 而闻名,它独立于 MLKL 与中心粒卫星、纤毛生成和自噬相交叉。NSA 是一种强效氧化还原循环剂,可触发 PCM1 与选定伙伴的氧化和聚集,同时对中心粒卫星的整体分布影响最小。此外,NSA 介导的 ROS 生成会破坏纤毛生成并导致自噬标记物的积累,而 PCM1 缺失可部分缓解这一现象。总之,这些结果将 PCM1 确定为氧化还原传感蛋白,并为中心粒卫星与自噬之间的相互作用提供了新的见解。
大型DNA组装方法是合成原核生物和发芽酵母染色体的里程碑成就的基础。通过〜125碱基对DNA序列定义的中心粒,哺乳动物和许多其他真核生物使用大型表观遗传性centromeres时,通过〜125碱基对dna序列定义的centromeres的染色体遗传。 利用中心粒表观遗传学允许人造染色体(HAC)形成,但不足以避免在引入细胞时初始DNA分子的多个多层次化。 我们描述了一种有效形成单拷贝HACS的方法。 它采用了一个〜750 kilobase的构建体,该构建体足够大,可以容纳存在于内部和外侧丝粒处的不同染色质类型,从而避免了对多聚体的需求。 通过使用酵母球体融合来简化向哺乳动物细胞的递送。 这些发展允许在后生细胞的背景下忠实的染色体工程。 y通过〜125碱基对dna序列定义的centromeres的染色体遗传。利用中心粒表观遗传学允许人造染色体(HAC)形成,但不足以避免在引入细胞时初始DNA分子的多个多层次化。我们描述了一种有效形成单拷贝HACS的方法。它采用了一个〜750 kilobase的构建体,该构建体足够大,可以容纳存在于内部和外侧丝粒处的不同染色质类型,从而避免了对多聚体的需求。通过使用酵母球体融合来简化向哺乳动物细胞的递送。这些发展允许在后生细胞的背景下忠实的染色体工程。y
中心粒是动力学的结合位点,对于整个细胞分裂的染色体的忠实隔离至关重要。酵母中的点丝粒由约115 bp的特异性DNA序列编码,而区域的丝粒范围从裂变酵母中的6 - 10 kbp到人类的5 - 10 Mbp。了解中心粒染色质的物理结构(酵母中的圆锥体),定义为姐妹动物学之间的染色质,将提供基本的见解,以了解如何将Centromere DNA编织成僵硬的弹簧,该弹簧能够在有点裂期间能够抵抗微管拉力。围粒粒粒的一个标志是染色体(SMC)蛋白凝聚蛋白和冷凝蛋白的结构维持的富集。基于种群方法的研究(CHIP-SEQ和HI-C)以及实验获得的荧光粒结构的荧光探针图像,以及模拟与实验结果之间的定量比较,我们提出了一种建立姐妹动物学菌之间张力的机制。我们提出,丝粒是一种染色质瓶洗,是通过环状侵入蛋白冷凝蛋白和粘着素而组织的。由于径向环之间的空间排斥力,瓶颈布置提供了一种生物物理手段,可以将周围质粒染色质转化为弹簧。我们认为,瓶刷是染色体组织的组织原则,该原理已从该领域的多种方法中出现。
科学研究表明,微管蛋白在人体不同部位的肿瘤中都有表达。III 类 b 型微管蛋白 (TUB b 3 ) 是与晚期肿瘤相关的最主要的微管蛋白。38 蛋白质研究表明,微管蛋白在细胞行为中起着至关重要的作用,是微管的结构单位。着丝粒可以作为癌症进展的指标进行监测;这种结构是一种动态元素,可组织负责细胞分裂的机制。着丝粒由一对中心粒组成,纺锤体和星状微管由此起源。癌细胞通常具有额外的着丝粒和染色体不稳定性。着丝粒的这些数值和结构变化是人类癌症和染色体疾病的有用指标和标志。人体组织含有各种
结果:在此概念证明中,我们将基因组剃须 - seq应用于小鼠胚胎干细胞和人类癌细胞,每实验产生并绘制数百至数千个SV。我们发现,通过CRE介导的对称LOXP位点产生SVS的细胞是迅速决定的,这可能是由于CRE和/或SVS本身的毒性所致。相比之下,在非对称attb/p位点,通过BXB1介导的重组产生SV的细胞是稳定的。这种稳定性使我们能够研究作用于不同类别BXB1诱导的SV的选择压力,并开始表征其功能后果。首先,我们发现带有较大缺失但没有反转的细胞是从增殖的细胞种群中预先损失的,这部分归因于不容忍中心粒损失。第二,我们观察到,尽管平衡的易位在体外耐受,不平衡的易位,尤其是那些敏感的易位,但迅速耗尽了。最后,通过在基因组洗牌细胞的瓶颈种群中共同合并转录组和盒式盒式条形码配对,我们证明我们可以确保特异性,诱导的SVS对基因表达的后果。
摘要:微管和含有特殊微管的结构由微管蛋白组装而成,微管蛋白是真核生物必需蛋白的一个古老超家族。在这里,我们使用生物信息学方法来分析来自顶复门的生物体中微管蛋白的特征。顶复门是原生动物寄生虫,可引起多种人类和动物传染病。单个物种分别含有 1 到 4 个 α - 和 β - 微管蛋白同型基因。这些基因可能指定高度相似的蛋白质,表明功能冗余,或表现出与特殊作用相一致的关键差异。一些(但不是全部)顶复门含有 δ - 和 ε - 微管蛋白基因,这些基因存在于构建含有附属物的基体的生物体中。顶复门 δ - 和 ε - 微管蛋白的关键作用可能仅限于微配子,这与单个发育阶段对鞭毛的有限要求相一致。其他顶复门的序列分化或 δ - 和 ε - 微管蛋白基因的丢失似乎与中心粒、基体和轴丝的需求减少有关。最后,由于纺锤体微管和鞭毛结构已被提议作为抗寄生虫疗法和传播阻断策略的目标,我们将在基于微管蛋白的结构和微管蛋白超家族特性的背景下讨论这些想法。
抽象的人群物种,尤其是trichocarpa,长期以来一直是基因组研究的模型树,这是由于完全测序的基因组。然而,高杂合性和重复区域的存在,包括丝粒和核糖体RNA基因簇,剩下了59个未解决的间隙,占三分法P. trichocarpa基因组的3.32%。在这项研究中,改进了愈伤组织诱导方法,以从P. ussuriensis花药中得出双倍的单倍体(DH)愈伤组织。利用长阅读测序,我们成功地组装了一个几乎没有间隙的,端粒到telomere(T2T)P。ussuriensis基因组,跨越了412.13 MB。该基因组组件仅包含7个间隙,其重叠n50长度为19.50 MB。注释显示该基因组中有34,953个蛋白质编码基因,比trichocarpa多465个。值得注意的是,中心区域的特征是高阶重复序列,我们在所有DH基因组染色体中鉴定了和注释的中心粒区域,这是杨树的第一个。衍生的DH基因组表现出与毛thocarpa的高共线性,并显着填补了后者基因组中存在的空白。此T2T P. ussuriensis参考基因组不仅会增强我们对基因组结构的理解,并在杨树属内的功能增强了我们的功能,而且还为杨树基因组和进化研究提供了宝贵的资源。
在丝粒介导的无误染色体隔离的控制过程中,细胞分裂过程中准确的染色体隔离的结构基础需要双极性附着在从相对的纺锤杆上发出的微管上的双极性附着,并维持姐妹 - 染色剂凝聚的维持,直到所有染色体都能实现所有染色体。两个调节这些过程的染色体位点:丝状附着位点由CENP -A核小体富集定义的微管附着位点和内侧丝粒,这是姐妹 - 染色剂之间的区域,这些区域可募集酶促活性(激酶,磷酸酶,磷酸酶和运动蛋白)。内侧丝粒相关酶选择性地稳定适合染色体双向染色体的染色体 - 微管附着,控制姐妹染色质被凝聚力并实现及时的染色体分离。这些过程中的错误可能导致非整倍性,这是一种涉及流产,出生缺陷和癌症的数值染色体畸变。使用集成结构功能方法(X射线晶体学,冷冻电子显微镜,交联/质谱法,具有基于人类细胞线的功能分析的生化/生物物理方法),我们将获得:(1)与内心层的相关型号的详细机械理解,(1)如何在内部集中界面,(2)在内部集中阶层(2)(2)(2)(2)(2)(2)(2)双向定向和准确的隔离,以及(3)如何通过多代保持中心粒身份。这项工作建立在我们最近获得的令人兴奋的结构/分子知识的基础上,这些结构/分子知识导致了意外的见解和新问题,并将利用我们最近产生的分子试剂电池。我们工作的结果将为丝粒介导的染色体隔离控制提供前所未有的细节,并使我们能够建立一个用于无错误的染色体隔离的综合机械模型,这一过程已经使研究人员迷人了一个多世纪。