巨型噬菌体(例如铜绿假单胞菌)具有抗菌剂的潜力,也是揭示基本噬菌体生物学的模型。目前,由于蛋白质的“噬菌体核”结构,这两种追求都受到缺乏基因工程工具的限制,该结构可保护DNA靶向DNA靶向CRISPR-CAS工具。为了提供用于DNA巨型噬菌体的逆转苯二酚工具,我们将同源重组与靶向RNA的CRISPR-CAS13A酶相结合,并使用了抗Crispr基因(ACRVIA1)作为可选标记。我们表明,此过程可以插入外源基因,删除基因并为μkz基因组添加荧光标签。内源性GP93的荧光标记表明,它是用噬菌体DNA弹出的,而小管蛋白样蛋白phuz的缺失令人惊讶地对噬菌体爆发尺寸产生了适中的影响。还实现了抗DNA靶向CRISPR-CAS系统的另外两个噬菌体的编辑。靶向RNA CAS13A具有成为一种通用遗传编辑工具的巨大前景,可以实现对未知功能的噬菌体基因的系统研究。
摘要:RNA 在基因表达中发挥着许多重要作用,并参与各种人类疾病。尽管基因组编辑技术已经建立,但与基于核苷酸的 RNA 操作技术(如 siRNA 和 RNA 靶向 CRISPR/Cas)相比,操纵特定细胞 RNA 分子的序列特异性 RNA 结合蛋白的工程化尚不成熟。在这里,我们展示了一种使用含五肽重复 (PPR) 基序的蛋白质的多功能 RNA 操作技术。首先,我们开发了一种基于 PPR 的设计序列特异性 RNA 结合蛋白的快速构建和评估方法。该系统已经能够稳定构建数十种针对长 18 nt RNA 的功能性设计 PPR 蛋白,该蛋白针对哺乳动物转录组中的单个特定 RNA。此外,设计 PPR 蛋白的细胞功能首次通过控制报告基因或内源性 CHK1 mRNA 的可变剪接得到证明。我们的研究结果展示了一种使用 PPR 蛋白的多功能蛋白质 RNA 操作技术,该技术有助于理解未知的 RNA 功能和创建基因回路,并有可能用于未来的治疗。
小分子诱导基因回路是生物学中最重要的工具之一,因为它们提供了一种方便的方式来精确调节生物系统。这些系统通常旨在在多个层面上控制基因激活、抑制或破坏,例如通过基因组修饰、转录、翻译或蛋白质活性的翻译后调节。由于它们的重要性,过去几年已经创建了许多新系统来满足不同的需求或提供正交性。它们可以根据所使用的诱导剂、调节模式和实现调节的效应蛋白进行广泛的表征。此外,每个合成电路都有不同的性能指标和设计考虑因素。在这里,我们对最近开发的工具进行了简要比较,并推荐了标准化指标来评估它们作为生物检测剂或治疗剂的性能和潜力。
H 2 S现在被认为是多种哺乳动物细胞和组织中的内源性生理调节剂。Produced, in a regulated and cell type-dependent manner, by three major enzyme systems, cystathionine c -lyase (CSE), cystathio- nine b -synthase (CBS), and 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3-MST), H 2 S is present intra- and extracellularly and interacts with proteins, DNA, and other members of the reactive species interactome (例如,氧和氮衍生的氧化剂和自由基)并在各种目标和途径上发挥作用。H 2 S的生理作用在基因转录和翻译,细胞生物能学和代谢,血管张力和免疫功能中的调节中得到充分认识,在中枢神经系统和周围神经系统的各种功能以及与生理学家和临床医生相关的许多其他领域的调节中。本综述对H 2 S在哺乳动物细胞和器官中的生理调节作用进行了全面概述。在生理状况下对这些作用的理解以及对H 2 S稳态的扰动的日益了解(例如,血管疾病,血管疾病,代谢性疾病,各种形式的中枢神经系统疾病,各种形式的中枢神经系统疾病,对跨性别疾病的疾病,其他机构的疾病以及其他机理疗法的诊断和诊断的新机会。在这种情况下,基于H 2 s的替换(通过H 2 s-释放的小分子)的新型实验治疗方法已经出现,并正在转化为临床竞技场。在本综述中突出显示,由于生物合成和/或降解增加,在某些疾病中,H 2 S水平在病理上降低了(例如,再灌注损伤,动脉粥样硬化,动脉粥样硬化以及许多其他形式的血管疾病,以及衰减)。在其他疾病(例如,各种形式的炎症,唐氏综合症和癌症)中,H 2 S水平增加,并且抑制H 2 S产生酶正在作为一种实验性治疗方法出现。进一步了解H 2 S的生理调节作用,再加上旨在调节H 2 S稳态的小分子的药理学和翻译科学的进步,预计将来会产生新颖的诊断和临床疗法方法。
细胞膜含有多种脂质,由于缺乏原位控制调节膜组成的方法,人们对于单个脂质生物学功能的了解一直受到阻碍。在这里,我们提出了一种编辑磷脂的策略,磷脂是生物膜中最丰富的脂质。我们的膜编辑器基于细菌磷脂酶 D (PLD),它通过水或外源醇对磷脂酰胆碱进行水解或转磷脂酰化来交换磷脂头部基团。利用哺乳动物细胞中活性依赖性的定向酶进化,我们开发并从结构上表征了一个“超级PLD”家族,其活性比野生型 PLD 高 100 倍。我们证明了超级PLD 在活细胞中特定细胞器膜内光遗传学编辑磷脂以及体外生物催化合成天然和非天然设计磷脂的实用性。除了超级PLD之外,哺乳动物细胞中基于活动的定向酶进化是一种可推广的方法,可以设计出额外的化学酶生物分子编辑器。
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动物细胞的基因转移方法首次在1960年代初开发,当时使用培养的哺乳动物细胞的研究人员寻求方法来提高病毒DNA和RNA感染的效率。从那时起,引入外源遗传物质的技术已经显着多样化和改善,现在它们基于当前的分子和细胞生物学研究的大部分研究,并构成了生物技术的许多应用方面的基础。已经描述了各种方法用于基因转移到动物细胞中,包括化学和物理递送技术,使用病毒载体转移基因转移以及最近使用细菌载体转移基因转移。这些技术不仅用于在动物细胞中添加新的DNA,还构成了允许随机或靶向基因破坏和其他形式的基因组修饰的方法的基础。在过去几年中,随着研究人员已转向RNA干扰,将RNA传递到动物细胞中变得越来越重要。
Kai Xiong, 1 Karen Julie la Cour Karottki, 1 Hooman Hefzi, 2,5 Songyuan Li, 1 Lise Marie Grav, 1 Shangzhong Li, 2,6 Philipp Spahn, 2,5 Jae Seong Lee, 3 Ildze Ventina, 1 Gyun Min Lee, 1,4 Nathan E. Lewis, 2,5,6 Helene Faustrup Kildegaard, 1 和 Lasse Ebdrup Pedersen 1,7,8,* 1 丹麦技术大学诺和诺德基金会生物可持续性中心,丹麦灵比 2 加州大学圣地亚哥分校诺和诺德基金会生物可持续性中心,美国加利福尼亚州拉霍亚 3 亚洲大学分子科学与技术系,韩国水原 16499 4 韩国科学技术研究院生物科学系,大田 5加州大学圣地亚哥分校儿科,美国加利福尼亚州拉霍亚 6 加州大学圣地亚哥分校生物工程系,美国加利福尼亚州拉霍亚 7 丹麦技术大学生物工程系,丹麦林比 8 主要联系人 *通信地址:laeb@dtu.dk https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2021.100062