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World File Search System单链断裂
细菌CRISPR/CAS9系统作为所有健康问题的有希望的解决方案，并进步的生物工程
缩写：BP1，肿瘤抑制剂p53结合蛋白1； BRCA，乳腺癌抗原；汽车，嵌合抗原受体； CAS9，CRISPR相关蛋白9;级联，抗病毒防御的CRISPR综合体； CMR，CAS模块坡道（重复相关的神秘蛋白质）； CMR III-B，多个亚基III型B CRISPR RNA-CAS蛋白； CPF1，Prevotella和Francisella1的CRISPR； CRISPR，定期间隔间隔室； Crrna，Crispr RNA； CSM III-A，多支亚基III-A CRISPR-CAS蛋白； dcas9/ sgrna-sg I，停用cas9/短指南RNA-Sybrr-green i; DNA-PK，DNA-蛋白K; DNA-PKC，DNA蛋白K催化亚基； DSB，双链断裂； ege，额外的基因元素； GRNA，导向RNA； HDR，同源性维修； IAP，碱性磷酸酶同工酶； MRE 11，减数分裂重组11; NHEJ，非同理结局加入； PAM，原始间隔者相邻基序； PD，程序性细胞死亡； RAD，重组酶A；代表，重复的外部回文； RPA，复制蛋白A； RT，逆转录酶； Sgrna，简短的指南RNA； SSB，单链断裂； tracrrna，反式激活CRISPR RNA； XLF，类似XRCC4的因子； XRCC 4，X射线修复交叉补充蛋白4； Yoyo-1，（恶唑黄色）
卵母细胞衰老中的线粒体DNA损伤及其修复机制
摘要：辅助生殖技术 (ART) 对老年女性的疗效仍然受到限制，这主要是由于对潜在病理生理学的理解不完全。本综述旨在巩固当前关于与年龄相关的线粒体改变及其对卵巢衰老的影响的知识，重点关注线粒体 DNA (mtDNA) 突变的原因、其修复机制和未来的治疗方向。通过系统搜索电子数据库，确定了截至 2024 年 9 月 30 日发表的相关文章。自由基理论提出，活性氧 (ROS) 会对 mtDNA 造成损害并损害卵母细胞中 ATP 生成所必需的线粒体功能。卵母细胞面临修复 mtDNA 突变的长期压力，这种压力可持续长达五十年。mtDNA 表现出有限的双链断裂修复能力，严重依赖于聚 ADP-核糖聚合酶 1 (PARP1) 介导的单链断裂修复。这一过程会消耗烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 和 ATP，形成一个恶性循环，持续的线粒体 DNA 修复会进一步损害卵母细胞的功能。中断这一破坏性循环的干预措施可能会带来预防效益。总之，线粒体 DNA 突变和修复需求的累积负担可能导致 ATP 消耗并增加非整倍体的风险，最终导致老年女性的 ART 失败。
心血管磁共振中的深度学习模型的多级比较：关于建筑变化的冗余
摘要：线粒体DNA（mtDNA）特别容易受到体细胞诱变的影响。潜在机制包括DNA聚合酶γ（POLG）误差和诱变剂（例如活性氧）的作用。在这里，我们研究了瞬时过氧化氢（H 2 O 2脉冲）对培养的HEK 293细胞MtDNA完整性的影响，并应用了Southern印迹，超深的短读和长阅读测序。在野生型细胞中，在H 2 O 2脉冲后30分钟，出现线性mtDNA片段，代表双链断裂（DSB），其末端的特征是短GC拉伸。完整的超涂层mtDNA物种在治疗后2-6小时内重新出现，并在24小时后几乎完全回收。与未经处理的细胞相比，H 2 O 2处理的细胞中BRDU掺入较低，这表明快速恢复与mtDNA复制无关，而是由单链断裂（SSB）快速修复和DSB生成的线性片段的降解所驱动的。遗传失活在外丝酶中降解的遗传降解有效POLG P.D274A突变细胞导致线性mtDNA片段的持续性，对SSB的修复无影响。总而言之，我们的数据突出了SSB修复和DSB降解的快速过程与氧化损伤后MTDNA的重新合成较慢之间的相互作用，这对MTDNA质量控制具有重要意义，对MTDNA质量控制和潜在的体细胞mTDNA删除。
非同源末端连接是 CRISPR/Cas 的关键……
尽管成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) 介导的基因编辑已经彻底改变了生物学和植物育种，但大规模的可遗传植物染色体重组仍处于起步阶段。现在可以实现染色体内的重复和倒位，以及染色体之间的易位。随后，可以破坏或新建遗传连锁。此外，染色体上基因的顺序也可以改变。虽然自然染色体重组在减数分裂过程中通过同源重组发生，但 CRISPR/Cas 介导的染色体重排最好通过利用体细胞中的非同源末端连接 (NHEJ) 途径获得。NHEJ 可细分为经典 (cNHEJ) 和替代 NHEJ (aNHEJ) 途径，它们部分地以拮抗方式运作。 cNHEJ 通路不仅可以保护断裂的 DNA 末端免于降解，还可以抑制先前未连接的断裂末端的连接。因此，在没有 cNHEJ 的情况下，可以获得更多的倒位或易位，这可以归因于无限制地使用 aNHEJ 通路进行双链断裂 (DSB) 修复。与倒位或易位相反，短串联重复可以通过 Cas9 切口酶由成对的单链断裂产生。有趣的是，cNHEJ 通路对于这些类型的重复至关重要，而 aNHEJ 则是补丁插入所必需的，补丁插入也可以在 DSB 修复期间形成。由于染色体工程不仅在模式植物拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 中实现，而且在作物玉米 (Zea mays) 中也实现，我们预计这项技术将很快改变育种过程。
proc。纳蒂。学院。科学。美国卷77，第8号，第4602-4606页，1980年8月，生物化学的肾上腺素核酸内切核酸酶修复嘧啶二聚体
摘要 通过大肠杆菌内核的损坏DNA的特征（单链断裂）III，IV和VI以及通过噬菌体T4 UV鼻核ASE进行了研究，已通过E coli dna Polymerase I（DNA Polymerase I（DNA coletidylyclase ind of DNA）的dna-nicks Incriv dna-dna-dna in nicks dna complose se a聚合酶的末端，而核酸内切酶III或通过T4紫外线溶液引入脱固定的DNA的痕迹却没有。 该结果表明核酸内切酶IV尼古克在源自核酸位点的5'侧降低了DNA，而核酸内切酶VI也是如此，而核酸内切酶III具有不同的切口机制。 t4紫外核酸内切酶还具有apur- inic核酸内切酶活性，该活性在聚合酶的脱尿中产生了脱尿的DNA，对聚合酶的启动活性低。 通过与核酸内切酶VI的额外孵育，可以增强用核酸内切酶III或T4 UV内核酸酶划分的DNA的启动活性，并在较小程度上与核酸内切酶IV孵育。 这些结果表明，核酸内切酶III和T4 UV核酸内切酶（分别作用于撤离和放射性的DNA）产生含有3末端的载膜/阿哌丁汀位点的划痕，并且这些位点并未通过DNA Polymase I. divne divne的3' -5'活性来[' -5' - 5' - 5' 然而，核酸内切酶IV或VI显然可以去除未经零件位点的5'侧的末端肾上腺素/apyrimidinic位点以及裂解。 这些结果表明，在DNA中肾上腺素/III，IV和VI的连核III，IV和VI的作用。通过大肠杆菌内核的损坏DNA的特征（单链断裂）III，IV和VI以及通过噬菌体T4 UV鼻核ASE进行了研究，已通过E coli dna Polymerase I（DNA Polymerase I（DNA coletidylyclase ind of DNA）的dna-nicks Incriv dna-dna-dna in nicks dna complose se a聚合酶的末端，而核酸内切酶III或通过T4紫外线溶液引入脱固定的DNA的痕迹却没有。 该结果表明核酸内切酶IV尼古克在源自核酸位点的5'侧降低了DNA，而核酸内切酶VI也是如此，而核酸内切酶III具有不同的切口机制。 t4紫外核酸内切酶还具有apur- inic核酸内切酶活性，该活性在聚合酶的脱尿中产生了脱尿的DNA，对聚合酶的启动活性低。 通过与核酸内切酶VI的额外孵育，可以增强用核酸内切酶III或T4 UV内核酸酶划分的DNA的启动活性，并在较小程度上与核酸内切酶IV孵育。 这些结果表明，核酸内切酶III和T4 UV核酸内切酶（分别作用于撤离和放射性的DNA）产生含有3末端的载膜/阿哌丁汀位点的划痕，并且这些位点并未通过DNA Polymase I. divne divne的3' -5'活性来[' -5' - 5' - 5' 然而，核酸内切酶IV或VI显然可以去除未经零件位点的5'侧的末端肾上腺素/apyrimidinic位点以及裂解。 这些结果表明，在DNA中肾上腺素/III，IV和VI的连核III，IV和VI的作用。通过大肠杆菌内核的损坏DNA的特征（单链断裂）III，IV和VI以及通过噬菌体T4 UV鼻核ASE进行了研究，已通过E coli dna Polymerase I（DNA Polymerase I（DNA coletidylyclase ind of DNA）的dna-nicks Incriv dna-dna-dna in nicks dna complose se a聚合酶的末端，而核酸内切酶III或通过T4紫外线溶液引入脱固定的DNA的痕迹却没有。 该结果表明核酸内切酶IV尼古克在源自核酸位点的5'侧降低了DNA，而核酸内切酶VI也是如此，而核酸内切酶III具有不同的切口机制。 t4紫外核酸内切酶还具有apur- inic核酸内切酶活性，该活性在聚合酶的脱尿中产生了脱尿的DNA，对聚合酶的启动活性低。 通过与核酸内切酶VI的额外孵育，可以增强用核酸内切酶III或T4 UV内核酸酶划分的DNA的启动活性，并在较小程度上与核酸内切酶IV孵育。 这些结果表明，核酸内切酶III和T4 UV核酸内切酶（分别作用于撤离和放射性的DNA）产生含有3末端的载膜/阿哌丁汀位点的划痕，并且这些位点并未通过DNA Polymase I. divne divne的3' -5'活性来[' -5' - 5' - 5' 然而，核酸内切酶IV或VI显然可以去除未经零件位点的5'侧的末端肾上腺素/apyrimidinic位点以及裂解。 这些结果表明，在DNA中肾上腺素/III，IV和VI的连核III，IV和VI的作用。通过大肠杆菌内核的损坏DNA的特征（单链断裂）III，IV和VI以及通过噬菌体T4 UV鼻核ASE进行了研究，已通过E coli dna Polymerase I（DNA Polymerase I（DNA coletidylyclase ind of DNA）的dna-nicks Incriv dna-dna-dna in nicks dna complose se a聚合酶的末端，而核酸内切酶III或通过T4紫外线溶液引入脱固定的DNA的痕迹却没有。该结果表明核酸内切酶IV尼古克在源自核酸位点的5'侧降低了DNA，而核酸内切酶VI也是如此，而核酸内切酶III具有不同的切口机制。t4紫外核酸内切酶还具有apur- inic核酸内切酶活性，该活性在聚合酶的脱尿中产生了脱尿的DNA，对聚合酶的启动活性低。通过与核酸内切酶VI的额外孵育，可以增强用核酸内切酶III或T4 UV内核酸酶划分的DNA的启动活性，并在较小程度上与核酸内切酶IV孵育。这些结果表明，核酸内切酶III和T4 UV核酸内切酶（分别作用于撤离和放射性的DNA）产生含有3末端的载膜/阿哌丁汀位点的划痕，并且这些位点并未通过DNA Polymase I. divne divne的3' -5'活性来[' -5' - 5' - 5'然而，核酸内切酶IV或VI显然可以去除未经零件位点的5'侧的末端肾上腺素/apyrimidinic位点以及裂解。这些结果表明，在DNA中肾上腺素/III，IV和VI的连核III，IV和VI的作用。我们使用T4 UV核酸内切酶的结果表明，T4紫外核酸内切酶对辐照DNA的切口涉及在嘧啶二聚体的5'一半处的糖基键的裂解，又涉及磷酸二二聚体的裂解，又是磷酸二酯键的裂解，最初连接了两个核位核位核苷酸的两个核苷酸。他们还暗示糖基键在磷酸酯键之前切割。
卵巢癌中的聚（ADP-核糖）聚合酶抑制剂的抗性
卵巢癌（OC）是最常见的妇科恶性肿瘤之一。OC的预后最差和死亡率最高。根据美国癌症协会（Siegel等，2022年）的数据，仅在2022年，仅在2022年就估计了超过19,000例新的OC和12,000例死亡。oc是女性中第七种最常见的恶性肿瘤类型，也是全球死亡率的第八个原因（Gaona-Luviano等，2020）。早期患者的预后更好，但大多数患者在晚期阶段被诊断出来。上皮OC在晚期患者中约为80％。手术伪造和基于铂的化学疗法（例如卡铂和紫杉醇）是一线治疗方案。然而，这些治疗的长期结果并不令人满意。DNA损伤修复缺陷存在于各种肿瘤细胞中。这是肿瘤起始和肿瘤疗法的机制之一。由BRCA基因编码的蛋白质与通过同源重组（HR）途径的DNA双链损伤有关。乳腺癌1/2基因（BRCA1/2）以及其他参与同源重组修复（HRR）基因突变或功能可能会导致同源重组率（HRD），从而导致细胞中的恶性转化（Chiappa等，2021）。parpi已成为OC的分子靶向治疗策略。研究表明，Parpis可以显着改善OC的自由生存（PFS）和总生存率（OS），尤其是在新诊断和通过“综合杀伤力”机制，聚（ADP-核糖）聚合酶抑制剂（PARPI）阻止HRD肿瘤细胞中DNA单链断裂的修复，积累了大量DNA双链链破裂（DSB）（DSB），导致肿瘤细胞的死亡，从而表现出肿瘤的死亡，从而表现出抗肿瘤的死亡。 Al。，2021）。
碱性条件下的DNA完整性
使用三步方法评估了pH对DNA完整性的影响。该彗星测定在整个基因组水平上使用，具有三种不同的方案：中性（无碱性释放），Flash（pH 12.5，带有2.5分钟的放松）和常规的碱性方案（pH> 13具有40分钟的放松）。然后使用实时定量PCR（RT-QPCR）研究分离的DNA，表明基因扩增随pH值的增加而降低，表明DNA降解。专门设计的分子信标被用于检查分子水平的DNA，有或没有碱性位点（ALS）插入。在pH 12.5时，ALS发夹中的荧光在30分钟后开始增加，而在pH> 13时，在5分钟后已经观察到这种增加，表明DNA链断裂显着增加。还使用了液相色谱分析，恶魔表明，即使在1小时暴露1小时后，发夹仍保持完整直至pH 10，而在pH 12.5时，部分转化为链断裂，在30分钟后发生。在pH> 13时，发夹几乎在30分钟后几乎完全降解。闪存方案有效检测DNA单链断裂，并在pH 12.5时碱性处理2.5分钟后确定了这些损害。将发夹暴露于pH 12.5持续60分钟时，ALS转化为链断裂，证明了这种方法检测DNA结构变化的敏感性。这些发现表明，与更接近中性的条件相比，pH对DNA完整性构成了重大风险，导致DNA损伤的背景损害水平明显更高。我们的研究证明了了解pH对DNA稳定性的影响的重要性，并提供了对与碱性环境相关的风险的见解，尤其是在pH> 13。
PARP抑制剂和蛋白质与SLX4相互作用
PARP-1蛋白通过将XRCC1募集到修饰的DNA位置来参与单链断裂修复。当抑制PARP时，细胞依赖其他DNA修复机制，尤其是同源重组，以正确复制基因组信息，而无需进行致命性有丝线的风险。在具有同源重新组合的细胞中，例如BRCA1-或BRCA2突变的细胞，PARP抑制是致命的[1，2]。在2005年提供了这些描述后，合成致死性的概念出现，而PARP抑制剂（PARPI）的开发是为了治疗BRCA-Muthated患者，在该患者中，非癌细胞具有一个野生型等位基因，而癌细胞则是BRCA的定义，因此是特异性敏感的，因此具有特异性敏感性。几个PARPI已在临床上进行了研究，可用于治疗癌症患者（Olaparib，Rucaparib，Talazoparib，Niraparib和Veliparib（ABT-888））。有关PARPI的科学文献非常丰富（自2005年以来> 12,000篇论文），研究论文，临床试验和评论涉及有关作用机理，抗药性，临床活动以及新化合物的发展。最初认为PARPI的作用机理是对PARP1相关的单链破裂修复的“简单”抑制作用，随后出现更具毒性和更容易恢复的双链断裂。然而，真理要复杂得多，正如T. Helleday [3]已经讨论的那样，自从该出版物[4]开始。关于Parpi的许多知识仍然未知，它们的临床可能比今天所描述的要强。基于这些知识的工作促进了与PARPI活性和耐药机制有关的其他蛋白质的鉴定，并有助于发展与其他DNA相关蛋白（如RAD51 [5]和EZH2 [6]的药理抑制其他与DNA相关蛋白的相关策略[6]。特别是其他DNA修复的可能参与
CRISPR-CAS9直接融合，以改进基因组编辑，通过增强的同源重组
基因编辑是一种尖端技术，正在迅速重塑生物技术，医学和农业学科。遗传构成的精确改变需要在感兴趣的区域引入DNA病变，并利用DNA损伤响应和同源驱动的修复机制。DNA容易受到各种生理和病理因素的每日损害[1]，导致DNA双链断裂（DSB）或单链断裂（SSB或Nick）可能会触发基因组恢复，如果未经修复或不正确地修复时[2]。这些事件可以触发下游过程，例如致癌或程序性细胞死亡[3]。为维持基因组完整性，维修机制网络已经发展，它们的激活是由内源性或外源性应激引起的DNA损伤类型决定的。基因编辑技术利用了此内在修复网络的功能来重写DNA。四个主要的编辑平台包括巨型核酸酶，锌纤维核酸酶（ZFN），转录激活剂样效应核酸酶（TALENS）和定期插入的短短圆锥形重复序列（CRISPR）。天然巨核触发了DNA损伤，但需要独特的识别序列才能进行动作，这使得很难找到目标区域特异性的endonucle-Ases [4]。重新设计核酸酶的努力导致了替代方案的发展，例如ZFNS和TALES，其中DNA结合结构融合到了FOKI限制酶的裂解结构域。这种大大改善了人类细胞和动物模型中的基因编辑，从而促进了基因编辑的治疗应用[5-8]。然而，可行性问题仍然无法解决，因为这些人工核酸酶除了随机的脱靶诱变外，还需要蛋白质工程的目标序列，这使整个过程中的目标序列的每一个变化都使整个过程都易于努力且昂贵[9]。包装和大型核酸酶的包装和交付也很困难，进一步限制了体内应用[7]。另一方面，CRISPR技术在编辑方式上具有非常重要的优势，因为它克服了每个新目标站点对蛋白质工程的需求，从而使其易于重编程[4]。但是，由于CRISPR会产生非专业的DSB，可以介绍 -
OGG1的小分子激活可增强氧化性DNA损伤的修复
两种 OGG1 调节剂均减少了 KBrO 3 诱导的 AP 位点（图 2G），我们发现 TH5487 的 DNA 链断裂（γH2AX）更少（图 2H），表明 OGG1 糖基化酶活性受损会导致 AP 位点数量减少。相反，我们发现 TH10785 的 DNA 链断裂（γH2AX）更多（图 2H），证实 TH10785 在细胞中的催化活性会导致 DNA 链断裂。总之，这些结果表明 TH10785 激活的 OGG1 具有新的细胞作用，即比 8-oxoG 更倾向于 AP 位点。接下来，我们测试了 TH10785 在细胞中诱导 β,δ 消除的程度。我们假设同时刺激 β,δ-消除和阻断 PNKP1 活性应会使系统因未修复的 DNA 单链断裂而超载（图 1A）。因此，在单独暴露于 OGG1 抑制剂或激活剂（图 3A、图 S26）和类似化合物（表 S6 和图 3B）或与 PNKP1i 联合使用的 U2OS 细胞中，使用标记物 γH2AX 和 53BP1 通过 IF 测量 DDR。我们发现 PNKP1 抑制剂只有与引起体外 β,δ-裂解酶活性的 OGG1 激活剂联合使用时才会诱导强 DDR。为了评估这种因果关系，我们使用 RNA 测序监测转录变化，发现 PNKP1i 与 TH10785 联合使用（而非单独使用）会诱导识别和修复 DNA 双链断裂的关键参与者的转录显着上调（图 3C）。此外，TH10785 与 PNKP1 抑制相结合时细胞活力降低，但 TH5487 则不会降低（图 3D 和 3E）。这些结果表明，TH10785 激活 OGG1 β,δ-裂解酶活性在体外和细胞内均会发生，并且 PNKP1 对于避免 DNA 损伤的积累和随之而来的细胞死亡至关重要。总之，我们提出了一种新概念，即通过酶导向的小分子催化剂诱导 OGG1 β,δ-裂解酶活性，结合到酶的活性位点（图 3F、S27 和 S28）。TH10785 的存在引起的新催化功能更倾向于 AP 位点而不是 8-oxoG，并在体外和细胞内产生 PNKP1 依赖性。改善或重新规划处理氧化性DNA损伤的修复途径对许多疾病（如炎症、癌症、阿尔茨海默氏症或衰老）具有重要意义，这里概述的概念允许以新的方式控制和重新规划修复途径（24）。