摘要背景:HAP1 是一种近单倍体人类白血病癌细胞系,常与 CRISPR-Cas9 基因编辑技术结合用于基因筛选。HAP1 携带费城染色体 (Ph) 和插入 19 号染色体的额外的约 30 Mb 的 15 号染色体片段。体外细胞系作为生物医学研究模型系统的潜在用途取决于其维持基因组稳定性的能力。作为一种具有近单倍体基因组的癌细胞系,HAP1 容易出现遗传不稳定性,而其在培养中自发二倍化的倾向进一步加剧了这一问题。此外,CRISPR-Cas9 基因编辑加上长时间的体外细胞培养可能会诱发意外的“脱靶”细胞遗传学突变。为了深入了解染色体不稳定性 (CIN) 和核型异质性,使用多重荧光原位杂交 (M-FISH) 在单细胞分辨率下对 19 个 HAP1 细胞系进行了细胞遗传学表征,其中 17 个为近单倍体,两个为双单倍体。我们重点研究了新的数值 (N) 和结构 (S) CIN,并讨论了观察到的不稳定性的潜在致病因素。对于每个细胞系,我们检查了其倍性、基因编辑状态和体外细胞培养时间。结果:19 个细胞系中有 16 个已经过基因编辑,传代次数从 10 到 35 不等。17 个近单倍体细胞系的二倍体化范围为 4% 到 35%,[1n] 和 [2n] 中期的 N- 和 S-CIN 百分比范围为 7% 到 50%,两个细胞系没有显示 CIN。两种双单倍体细胞系中患有 CIN 的细胞百分比分别为 96% 和 100%。观察到的最常见的 S-CIN 是缺失,随后是非相互易位和罗伯逊易位。有趣的是,我们观察到近单倍体和双单倍体细胞系中都普遍存在与 13 号染色体相关的 S-CIN,且涉及 13 号染色体的罗伯逊易位发生率很高。此外,基因座特异性 BAC(细菌人工染色体)FISH 使我们首次能够显示额外的 15 号染色体片段插入到 HAP1 基因组 19 号染色体的 p 臂而不是 q 臂中。结论:我们的研究揭示了 CIN 的高发生率,导致大多数 HAP1 细胞系的核型异质性,并且细胞系之间的染色体畸变数量有所不同。值得注意的观察是与 13 号染色体相关的结构染色体畸变频率很高。我们表明,CRISPR-Cas9 基因编辑技术与自发二倍体化和长期体外细胞培养相结合,可能有助于在现有 CIN 的 HAP1 细胞系中诱导进一步的染色体重排。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证永久有效。它是在预印本(未经同行评审认证)下提供的,作者/资助者已授予 bioRxiv 许可,可以在该版本中显示预印本。版权所有者于 2024 年 11 月 8 日发布了此版本。;https://doi.org/10.1101/2024.11.07.622475 doi:bioRxiv 预印本
单倍体的产生是加速植物育种过程的最有效手段之一。在大多数作物物种中,有效的单倍体技术尚未出现或仅适用于有限的一组基因型。最近发表的关于拟南芥和玉米、小麦等主要谷类作物通过 CRISPR/Cas9 介导的着丝粒组蛋白 H3 基因 (CENH3) 编辑成功诱导单倍体的研究结果表明,这种生产单倍体植物的新方法也可能适用于胡萝卜等蔬菜物种。在这里,我们报告并总结了过去几年专注于基于 CRISPR/Cas9 编辑胡萝卜 CENH3 基因的不同实验和遗传方法。我们还描述了在胡萝卜基因组中发现的第二个 CENH3 基因位点,这使生成和分析假定的单倍体诱导基因型的尝试变得复杂。我们表明,三种不同的 CRISPR/Cas9 靶构建体(单独使用或组合使用)可以成功靶向胡萝卜 CENH3。已经发现了有希望的突变体,例如同框插入/缺失或同框删除突变体,但它们是否能成功用作假定的单倍体诱导物尚不确定。跨越 CRISPR 靶位点的扩增子的下一代测序和基于转录本的扩增子测序似乎是选择有希望的突变体、估计突变频率和首次预测涉及哪个基因的合适方法。本研究的另一个目的是用外来 CENH3 基因同时敲除和补充内源胡萝卜 CENH3 基因。利用根瘤菌将基于 CRISPR/Cas9 的胡萝卜 CENH3 敲除构建体与从人参 (Panax ginseng) 克隆的 CENH3 基因共转化。结果表明,人参 CENH3 蛋白在胡萝卜染色体的着丝粒区域内积累,表明 PgCENH3 可能是这种方法的合适候选者。然而,目前尚不清楚该基因是否在减数分裂细胞分裂过程中充分发挥作用并能够补充致死配子。本文讨论了开发基于 CENH3 的胡萝卜 HI 系统的挑战和未来前景。
杂交品种因其高产量、一致性和其他理想性状而在许多作物物种中很有价值。双单倍体具有两组相同的染色体,对于杂交育种很有价值,因为它们可以在一代内产生,而通常用于生产杂交亲本的近交系需要多代过程。生产单倍体植物的一种方法是操纵着丝粒组蛋白 H3 (CENH3)。到目前为止,这种生产单倍体的方法已在拟南芥、玉米 (Zea mays) 和小麦 (Triticum aestivum) 中成功实现。本文我们描述了胡萝卜 (Daucus carot a) 中 CENH3 的修饰,以测试这些修饰诱导单亲基因组消除的能力,这是单倍体诱导的基础。使用碱基编辑来制作 cenh3 突变植物,其中 CENH3 编码组蛋白折叠结构域的区域具有氨基酸替换。然后将这些 cenh3 突变植物与 CENH3 野生型植物进行杂交。使用基于 PCR 的基因分型检测,我们确定了两个基因组消除候选物。一个候选物被归类为假定的非整倍体植物,其中 7 号染色体处于单拷贝状态。另一个候选物被描述为假定的四倍体,其在发生过程中可能为单倍体。我们的结果表明,这个假定的四倍体从 CENH3 野生型亲本继承了所有染色体,并且 cenh3 突变植物的基因组丢失了。这项研究提供了证据,表明胡萝卜中 CENH3 的修饰有可能诱导胡萝卜的基因组消除和倍性变化。
对其起源知之甚少,但du toit(Zoe。cit。)和La·Wrence(1946)建议它可能已经从北部引入了南部非洲。关于传输方式的当前知识以及向量的喂养习惯,条纹腿的tick hyalomma transiens,使这一建议合理。感染性tick虫本可以被哺乳动物和鸟类在广阔的地区传播。这将很清楚,如果人们认为两个宿主hyalomma spp的未成熟阶段。经常在候鸟上遇到。Schulze(1930)记录了透明的MMA若虫从埃及引入斯堪的纳维亚半岛,而Enigk(1944)则观察到从亚热带地区向德国的此类壁虱的年度介绍。因此,可以想象的是,候鸟可以将感染性H. transiens的未成熟阶段带入南部非洲。
明显地说,父母的DNA是混合的,也是因为形成生殖细胞时出现了等位基因的新组合。给出新生殖细胞的细胞分裂过程称为MEIO,但也称为减少共享,因为染色体的数量减半。来自体细胞(二倍体)细胞,形成四个(单倍体)生殖细胞。由于每个生殖细胞都是单倍体,因此在构思中融合的两个生殖细胞可以形成一个新的二倍体细胞,这是新生命的开始。
摘要:古基因组分析的标准做法是将映射的短读数据转换为伪单倍体序列,通常是从映射读堆栈中随机选择一个高质量的核苷酸。这可以控制由于差异测序覆盖率而导致的偏差,但不能控制差异率和测序错误类型,这些错误在从古代样本获得的数据集中通常很大且多变。这些错误可能会扭曲系统发育和种群聚类分析,并误导使用 D 统计量的混合测试。我们介绍了一种生成伪单倍体序列的方法 Consensify,它可以控制由差异测序覆盖率导致的偏差,同时大大降低错误率。错误校正直接来自数据本身,无需额外的基因组资源或简化假设(例如同时采样)。对于系统发育和种群聚类分析,我们发现与基于单读采样的方法相比,Consensify 受人工制品的影响较小。对于 D 统计量,Consensify 对假阳性的抵抗力更强,并且与其他常用方法相比,不同实验室协议导致的偏差似乎影响较小。尽管 Consensify 是针对古基因组数据开发的,但它适用于任何低到中等覆盖率的短读数据集。我们预测,Consensify 将成为未来古基因组研究的有用工具。
a 图卢兹传染病和炎症性疾病研究所 (Infinity)、法国图卢兹图卢兹第三大学 INSERM U1291、CNRS U5051 b 巴黎城市大学、INSERM UMR1163、Imagine 研究所、法国巴黎 c 内克尔儿童疾病医院 - 巴黎公立医院 (AP-HP) 原发性免疫缺陷研究中心、法国巴黎 d 蒙彼利埃圣埃洛伊医院内科和多器官疾病科、法国蒙彼利埃 CHU e 儿童自身免疫性疾病免疫遗传学实验室、INSERM UMR 1163 研究所、F-75015 巴黎、法国 f INSERM-UMR 1163、Imagine 研究所、法国巴黎 g 内科和肿瘤免疫学 (MedI2O) 研究所法国蒙彼利埃大学医院再生医学与生物治疗中心 (IRMB) h 法国蒙彼利埃大学再生医学与生物治疗中心、法国蒙彼利埃国家健康与医学研究院、法国蒙彼利埃大学医院再生医学与生物治疗中心 i 法国巴黎内克尔儿童医院 (AP-HP) 儿科免疫血液学和风湿病科 j 法国巴黎内克尔大学儿童医院 (AP-HP) 国家原发性免疫缺陷参考中心 (CEREDIH) k 法国巴黎想象研究所 INSERM-UMR 1163 生物信息学核心设施 l 法国巴黎国家科学研究中心、3633 号综合服务单位、法国巴黎城大学 INSERM
Wiskott-Aldrich 综合征 (WAS) 是一种以血小板计数低、湿疹和免疫系统减弱为特征的疾病。造血干细胞移植 (HSCT) 是唯一的治愈性治疗选择。单倍体相合造血干细胞移植联合移植后环磷酰胺 (PTCy) 是一种治疗非癌症儿童疾病的新兴方法。本病例描述了一名早期诊断并成功通过单倍体相合造血干细胞移植治愈的 WAS 患者。一名 3 个月大的男孩在婴儿期出现广泛性湿疹、血小板计数低和严重感染。通过基因检测很快确诊了 WAS。他接受了免疫球蛋白替代疗法和抗菌预防,并在 4 岁 3 个月大时接受了造血干细胞移植。在无关脐带血造血干细胞移植失败后,以患者母亲为供体进行了第二次挽救性单倍体相合造血干细胞移植,干细胞来自外周血。预处理方案包括抗胸腺球蛋白、美法仑和氟达拉滨。干细胞剂量为 2.63 × 106 CD34+ 细胞/kg。GVHD 预防包括 PTCy、霉酚酸酯和他克莫司。患者在移植后没有出现明显并发症。中性粒细胞和血小板植入迅速发生。在 HSCT 后 32 个月,患者血液学和免疫重建完全,具有完全供体嵌合性且无 GVHD。总之,PTCy 半相合 HSCT 方法对于这名 WAS 患者来说是一种安全有效的治疗方法。