存在电化学生物传感器,包括基于杂交的传感器,DNA-酶传感器和DNA-MODIED电极传感器。无标签的电化学DNA生物传感器使用电化学传感器来检测和测量样品中DNA的存在,而无需检测到可检测的标签。4比传统的DNA生物传感器具有多个优点,包括高灵敏度,特定城市以及检测少量DNA的能力。他们也相对简单且廉价地制造和运营,使它们成为许多应用程序的吸引人选择。5 DNA电化学生物传感器最有前途的应用之一是医学诊断的ELD。6这些传感器有潜力快速,准确地检测到体内与疾病相关的生物标志物(例如蛋白质或核酸)的存在。这可能会允许早期发现疾病,例如癌症,8种传染病和遗传疾病,从而导致更及时和有效的治疗。9除了医疗应用外,DNA电化学生物传感器还具有潜在的用途,例如,这些传感器可用于检测水,土壤或空气中有害化学物质或污染物的存在。10
由于基因组元素具有细胞类型特异性,并且受遗传和表观遗传调控的影响,因此识别基因组元素具有挑战性。揭示基因组元素对基因和细胞状态的功能作用需要大量资源。在这里,我们提出了顺式调控元件转换器 (CREformer),这是一种大型深度学习模型,可通过多模态方法揭示功能和调控机制。CREformer 包含 30 亿个参数,通过整合批量和单细胞数据集的优势进行预训练,涵盖批量多组学片段中的 550 亿个核苷酸和 1.65 亿个单细胞配对多组学谱。预训练后,CREformer 以零样本方式执行所有预测,这使得在没有数据可供微调的情况下也能进行预测。这包括主调节器、增强子、基因调控网络 (GRN) 和功能变体的计算推断,以及表观遗传扰动、细胞状态转变和疾病治疗的计算机模拟。此外,CREformer 还发现了新的肿瘤治疗靶点,并在体外进行了验证。总体而言,CREformer 的基础、零样本能力有可能加速对广泛范围内功能元素及其动态的全面发现的研究。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证 它是永久可用的。 是作者/资助者,已授予 medRxiv 许可以显示预印本(未经同行评审认证)预印本 此版本的版权所有者于 2021 年 11 月 21 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.11.17.21266500 doi:medRxiv 预印本
摘要:多组学是一种前沿方法,它结合了来自不同生物分子水平的数据,例如 DNA、RNA、蛋白质、代谢物和表观遗传标记,以获得对生命系统如何工作和相互作用的整体看法。多组学已用于生物医学研究中的各种目的,例如识别新疾病、发现新药物、个性化治疗和优化疗法。本综述总结了多组学在设计人类疾病新疗法方面的最新进展和挑战,重点介绍了如何整合和分析多种蛋白质组数据以及如何使用多蛋白质组学数据识别新药物靶点的示例。我们还讨论了多组学通过解密蛋白质组的复杂性来开发创新有效疗法的未来方向和机遇。
摘要:生物质是最重要的可再生能源之一,在减少我们对化石燃料的依赖方面发挥着重要作用。高效的生物质生产对于以最小的环境成本获得大量可持续能源至关重要。然而,生物质主要成分合成背后的生化和分子过程仍未完全了解。本综述全面总结了有关细胞壁生物合成和降解机制的最相关研究,重点关注木质纤维素成分,由于其难降解的特性,其转化为可发酵糖的过程成本高昂。重点关注涉及基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学和表型组学的多组学研究,因为多组学方法为研究表征细胞壁能源作物的基因型性状背后的生物学途径提供了独特的机会。此外,我们的研究强调了基因组编辑方法的进展,并提出修改复杂细胞壁结构中涉及的基因是实现高效生物质生产的可行解决方案。本文还讨论了基于这些新兴技术的未来研究活动的几个关键点,重点关注多组学和基因编辑方法的结合,这为提高生物质价值和开发有形生物产品提供了潜力。
摘要 目的 微生物暴露对新生儿和婴儿的发育、生长和免疫至关重要。然而,胎儿出生前肠道中是否存在微生物组仍存在争议。本研究以足月无菌子宫切除术分娩的羔羊为动物模型,使用多组学方法研究产前肠道中微生物组的存在。设计 羔羊在无菌剖腹产后立即安乐死,并在无菌条件下获取其盲肠内容物和脐带血样本。使用宏基因组学和宏转录组测序评估盲肠内容物样本,以表征任何现有的微生物组。两种样本类型都使用代谢组学进行分析,以检测微生物代谢物。结果 我们在产前胎儿肠道中检测到了低多样性和低生物量的微生物组,主要由属于变形菌门、放线菌门和厚壁菌门的细菌组成。大肠杆菌是胎儿肠道中最丰富的菌种。我们还检测到多种微生物代谢物,包括短链脂肪酸、脱氧野尻霉素、丝裂霉素和妥布霉素,进一步表明存在代谢活跃的微生物群。此外,在胎儿肠道中检测到噬菌体 phiX174 和 Orf 病毒以及抗生素抗性基因,这表明携带抗生素抗性基因的噬菌体、病毒和细菌可以在妊娠期间从母亲传播给胎儿。结论这项研究提供了强有力的证据,表明胎儿肠道中存在微生物群,并且胎儿肠道的微生物定植始于子宫内。
最近发现的反复突变的表观遗传调节基因 (ERG) 支持它们在肿瘤发生中的关键作用。我们对 33 种癌症类型的 426 个 ERG 进行了一项泛癌症分析,包括 10,845 个肿瘤和 730 个正常组织。我们发现,除了突变之外,ERG 中的拷贝数变异比之前预期的更频繁,并且与表达异常紧密相关。新的生物信息学方法整合了各种驱动预测和多组学算法的优势,以及针对所有 ERG 的正交体外筛选 (CRISPR-Cas9),揭示了在恶性肿瘤内和跨恶性肿瘤具有驱动作用的基因以及在多种癌症类型和特征中起作用的共享驱动机制。这是迄今为止最大、最全面的分析;这也是首次专门识别 ERG 驱动因素 (epidrivers) 并描述其在致癌过程中的失调和功能影响的实验。
细胞和基因治疗:在这种治疗中,使用病毒或基因组编辑来编辑基因组。由此产生的遗传异质性可能会影响这种治疗的安全性和有效性,但传统方法,例如扩增转基因细胞、分离克隆、通过测序或qPCR分析编辑效率,非常耗时费力。由于对细胞进行单独分析,单细胞分析可以跳过克隆扩增步骤,从而节省时间。此外,基因转移/基因组编辑的效率和意外易位的检测可以在单次检测中进行(图3)。
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通过多组学方法,这种全面的综述探讨了线粒体基因缺陷与胰腺癌发病机理之间的复杂相互作用。通过从基因组,转录组,蛋白质组学和代谢组学研究中合并数据,我们解剖了线粒体遗传变异决定癌症进展的机制。重点已放在这些基因在改变细胞代谢过程,信号转导途径和免疫系统相互作用中的作用上。我们进一步探讨了这些发现如何重新治疗干预措施,并特别关注精确医学应用。这种分析不仅填补了有关胰腺癌线粒体异常的关键知识差距,而且还为未来研究个性化治疗方案的研究铺平了道路。这个发现强调了线粒体遗传学和肿瘤免疫学之间的关键联系,为有针对性的癌症治疗策略开辟了新的途径。