全球基因银行具有表型和遗传新颖性,可用于提高产量,作物适应性和农生动态性(Tanksley and McCouch,1997),同时缓冲作物遗传侵蚀(Khoury等,2021年)。然而,必须授权基因银行利用的新策略,以满足日益增长的全球粮食需求(McCouch,2013; Bohra等,2021),其作物替代方案具有适合气候变化的替代品,对环境和生物多样性的可持续性,以及社区的生物多样性(Scherer等人,2020年)。因此,为了在Genebank采矿中填补这一差距,该研究主题通过利用高通量表型和作物野生亲戚(CWR)和Landraces的基因分型来汇总了能够加快作物改进过程的最新发展(Singh等,2022)。如下一部分所讨论的那样,累积的作品创新了基因班克表征,利用和等位基因部署的不同步骤,包括种质鉴定,保护,保护,繁殖前筛查基因上多样性和相关标记物以及侵入性育种。
全基因组关联研究大大增加了T2DM相关风险变异的数量,但大多数都集中在欧洲起源的种群上。在包括巴基斯坦在内的发展中国家,此类研究缺乏。巴基斯坦人口中T2DM的高流行促使我们设计了这项研究。 我们已经在Pashtun种族人口中设计了一个两个阶段(发现阶段和验证阶段)病例对照研究,其中招募了500个T2DM病例和对照,以研究T2DM遗传风险变异。 在发现阶段的整个外显子组测序(WES)中用于基于SIFT和多phen评分,并建议T2DM致病性SNP。在验证阶段,使用Massar-Ray基因分型和适当的统计检验确认了所选变体的T2DM关联。 研究结果表明,目标正相关rs1801282/ pPARG(OR = 1.24,95%Cl = 1.20–1.46,p = 0.010),rs745975/ hnf4a(OR = 1.30,95%cl = 1.06-1.38,p = 1.06–1.38,p = 0.004),或95%CLIS,RS RS RS rS rs rs = 1.252(rs rs rs rs glis) 1.07–1.66,p = 0.016),rs8192552/ mtnr1b(OR = 1.53,95%Cl = 0.56–1.95,p = 0.012)和rs1805097/ irs-2(OR = 1.27,95%cl = 1.36-1.36–1.92,p = 0.045)而RS6415788/ GLIS3,RS61788900/ NOTCH2,RS61788901/ NOTCH2和RS11810554/ NOTCH2(p> 0.05)均显示无显着关联。 识别遗传风险因素/变体可以用于定义高风险受试者评估和预防疾病。巴基斯坦人口中T2DM的高流行促使我们设计了这项研究。我们已经在Pashtun种族人口中设计了一个两个阶段(发现阶段和验证阶段)病例对照研究,其中招募了500个T2DM病例和对照,以研究T2DM遗传风险变异。在发现阶段的整个外显子组测序(WES)中用于基于SIFT和多phen评分,并建议T2DM致病性SNP。在验证阶段,使用Massar-Ray基因分型和适当的统计检验确认了所选变体的T2DM关联。研究结果表明,目标正相关rs1801282/ pPARG(OR = 1.24,95%Cl = 1.20–1.46,p = 0.010),rs745975/ hnf4a(OR = 1.30,95%cl = 1.06-1.38,p = 1.06–1.38,p = 0.004),或95%CLIS,RS RS RS rS rs rs = 1.252(rs rs rs rs glis) 1.07–1.66,p = 0.016),rs8192552/ mtnr1b(OR = 1.53,95%Cl = 0.56–1.95,p = 0.012)和rs1805097/ irs-2(OR = 1.27,95%cl = 1.36-1.36–1.92,p = 0.045)而RS6415788/ GLIS3,RS61788900/ NOTCH2,RS61788901/ NOTCH2和RS11810554/ NOTCH2(p> 0.05)均显示无显着关联。识别遗传风险因素/变体可以用于定义高风险受试者评估和预防疾病。
CYP2D6 是一种非常重要的药物基因,因为它负责 20% 至 30% 临床使用药物的代谢或生物活化。然而,尽管它的长度相对较短(只有 4.4 kb),但由于与邻近假基因的高度相似性以及 CYP2D6-CYP2D7 杂交的频繁出现,它是基因分型最困难的药物基因之一。不幸的是,大多数当前的基因分型方法无法正确确定完整的 CYP2D6-CYP2D7 序列。因此,我们开发了一种基因分型检测方法,通过优化无 PCR 纳米孔 Cas9 靶向测序 (nCATS) 方法与自适应测序相结合,并开发了一种新的综合长读基因分型 (CoLoRGen) 流程,以生成复杂区域的完整等位基因特异性共识序列。 CoLoRGen 流程首先生成两个等位基因的一致序列,然后确定大结构变异和小变异,最终分配正确的星号等位基因。在参考样本中,我们的基因分型检测证实了 CYP2D6-CYP2D7 大结构变异、单核苷酸变异 (SNV) 以及小插入和缺失 (INDEL) 的存在,而这些是大多数当前检测无法检测到的。此外,我们的结果提供了直接证据,表明 NA12878 DNA 的 CYP2D6 基因型应更新为包括 CYP2D6-CYP2D7 * 68 杂交和与现有参考相比的几个额外的单核苷酸变异。最终,nCATS-CoLoRGen 基因分型检测还可以通过检测和分期从头突变以及已知的大结构变异和小变异,从而实现更准确的基因功能预测。
72 ˚C,10 分钟 4 ˚C, PCR 混合物 10 x PCR 缓冲液 II (Life technologies) 2.0 l MgCl 2 (25 mM) 1.2 l dNTP 混合物 (每种核苷酸 25 mM) 0.16 l Cre FW (100 M) 0.1 l Cre REV (100 M) 0.1 l AmpliTaq Gold (5 U/ l) 0.13 l DNA 模板 ( 0.5 g 尾部 DNA) 1.0 l H 2 O 15.31 l 20 l PCR 后分析 1.5% 琼脂糖凝胶。预期模式为 Tg:250bp
使用模型遗传生物秀丽隐杆线虫 (C. elegans),人们在提高 CRISPR/Cas9 编辑效率方面取得了多项进展。我们在此报告了 co-CRISPR“标记”基因的使用:发生过 co-CRISPR 事件的线虫具有明显的、可见的表型,这有助于选择携带目标基因中 CRISPR 事件的线虫。然后通过与野生型杂交去除 co-CRISPR 基因中的突变,但如果 CRISPR 和 co-CRISPR 基因难以分离,则这可能具有挑战性。但是,如果所选线虫呈现野生型并且是从一窝中选出的,则分离出 co-CRISPR 修饰基因可能不那么困难。在这些窝中,单个注射线虫的后代中有很大一部分表现出 co-CRISPR 表型,表明 CRISPR 效率高。这样可以产生在目标基因位点含有所需突变但不带有 co-CRISPR 突变的线虫。使用此方法,我们成功地在秀丽隐杆线虫 nlg-1 基因中产生了离散突变。然而,在对 nlg-1 基因进行测序以验证编辑的过程中,我们发现在 co-CRISPR 基因 unc-58 处发生了基因组重排,通过目测观察,这些重排在表型上是无声的,但却导致以挣扎行为评分的运动能力显著降低。这突出表明,在下游基因功能分析之前,应仔细考虑 co-CRISPR 介导的基因变化的隐藏后果。鉴于此,我们建议在利用表型选择作为流程一部分的 CRISPR 程序之后对 co-CRISPR 基因进行测序。
1 日本筑波大学医学院解剖学与胚胎学系,2 日本筑波大学综合与全球专业学院人类生物学博士课程,3 日本筑波大学综合人类科学研究生院生物医学科学博士课程,4 日本筑波大学医学院跨境医学研究中心实验动物资源中心,5 日本筑波理化学研究所生物资源研究中心实验动物部,6 日本筑波大学计算机科学系,7 日本筑波大学医学院生物信息学实验室,8 日本筑波大学综合人类科学研究生院医学科学博士课程,9 日本筑波大学医学院基因组生物学系
摘要:使用新型 CRISPR/Cas12a 系统具有优势,因为它与常用的 CRISPR/Cas9 系统相比具有不同的特点,从而扩展了基因组编辑 (GE) 应用的可能性。在这项工作中,CRISPR/Cas12a 系统首次应用于苹果,以研究其在 GE 应用中的普遍可用性。通过体外切割试验预先筛选出针对内源报告基因 MdPDS 不同外显子的有效引导 RNA,该基因的破坏会导致白化表型。将一个构建体转移到苹果中,该构建体编码 CRISPR/Cas12a 系统,该系统同时靶向 MdPDS 中的两个基因座。使用荧光 PCR 毛细管电泳和扩增子深度测序,所有已鉴定的再生白化芽的 GE 事件都被描述为缺失。未观察到两个相邻靶位点之间的大量缺失。此外,还经常观察到表现出多个 GE 事件的再生体和芽的嵌合组成。通过比较两种分析方法,结果表明荧光 PCR 毛细管凝胶电泳是一种灵敏的高通量基因分型方法,可以同时准确预测多个位点的插入/缺失突变的大小和比例。特别是对于表现出高嵌合频率的物种,可以推荐将其作为有效选择同型组蛋白 GE 系的经济有效的方法。
摘要 结核病 (TB) 的表型药物敏感性测试 (DST) 需要数周才能产生结果。虽然分子测试可以快速检测出耐药相关突变 (DRM),但它们无法扩展到覆盖整个基因组和可以预测耐药性的许多 DRM。全基因组测序 (WGS) 方法是可扩展的,但如果直接在痰液上进行,通常需要目标富集步骤,例如核酸扩增。我们开发了一种靶向等温扩增-纳米孔测序工作流程,用于快速预测结核病分离株的耐药性。我们使用重组酶聚合酶扩增 (RPA) 对结核分枝杆菌基因组内的三个区域进行靶向等温扩增(37°C,90 分钟),然后在 MinION 上进行纳米孔测序。我们检测了 29 种耐药性 (DR) 结核病患者的分枝杆菌基因组 DNA 提取物,并将我们的结果与 Illumina 的 WGS 和表型 DST 的结果进行比较,以评估对利福平和异烟肼耐药性的预测准确性。RPA 扩增的保真度与高保真度 PCR 相当(100% 一致)。纳米孔测序产生的 DRM 预测与 WGS 相同,测序运行时间明显更快,只需几分钟而不是几天。我们工作流程对利福平耐药性预测的灵敏度和特异性分别为 96.3%(95% 置信区间 [CI],81.0 至 99.9%)和 100.0%(95% CI,15.8 至 100.0%)。对于异烟肼耐药性预测,敏感性和特异性分别为 100.0%(95% CI,86.3 至 100.0%)和 100.0%(95% CI,39.8 至 100.0%)。每个样本的工作流程耗材成本不到 100 英镑。我们快速且低成本的药物耐药性基因分型工作流程可准确预测利福平和异烟肼耐药性,适合在资源有限的环境中使用。
此预印本的版权所有者此版本于 2021 年 11 月 21 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.11.18.469120 doi: bioRxiv preprint
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