Sebastian Arangundy Franklin、Friedrich Fauser、Luis Rodriguez、Nicola J Schmidt、Nicholas A Scarlott、Adeline Chen、Rakshaa Mureli、Bhakti N Kadam、Jessica E Davis、Lifeng Liu、Danny F Xia、Mohammad Qasim、Taleoh J Bryange Vaidyak、Lam、Andrew Nguyen、David Paschon、Gregory Davis 和 Jeffrey C Miller
摘要:基因表达的转录后调节在心脏发育和疾病中起重要作用。心脏特异性替代剪接,协调对心肌细胞组织和收缩至关重要的蛋白质的同工型切换。RNA结合蛋白的功能障碍会损害心脏发育并引起心肌病的主要类型,这代表了一个异常的异常群体,严重影响心脏的结构和功能。尤其是RBM20和RBFOX2的突变与扩张的心肌病,肥厚性心肌病或低塑性左心脏综合征有关。在不同动物模型中的功能分析还提出了其他RNA结合蛋白在心肌病中的可能作用,因为它们参与了组织心脏基因编程。最近的研究为RNA结合蛋白与心血管疾病之间的因果关系提供了重大见解。它们还显示了纠正RNA结合蛋白中致病突变以营救心肌病或促进心脏再生的潜力。因此,RNA结合蛋白已成为心脏疾病功能障碍治疗干预措施的有希望的靶标。挑战仍然是破译它们如何协同调节靶基因的时间和空间表达以确保心脏功能和稳态。本综述讨论了了解心肌病中几种良好表征的RNA结合蛋白的含义的最新进展,目的是确定研究差距以促进该领域的进一步研究。
细胞生物学国家重点实验室、上海分子男科学重点实验室、中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所、分子细胞科学卓越创新中心
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序列功能数据提供了有关蛋白质功能景观的有价值信息,但在定向演化活动中很少获得。在这里,我们介绍了每个变体测序(LEVSEQ),该管道将双重条形码策略与纳米孔测序结合在一起,以快速生成整个蛋白质编码基因的序列功能数据。LEVSEQ集成到现有的蛋白质工程工作流程中,并配有用于数据分析和可视化的开源软件。该管道通过合并序列功能数据来促进数据驱动的蛋白质工程,以告知定向进化并为机器学习引导的蛋白质工程(MLPE)提供必要的数据。LEVSEQ在筛选之前可以对诱变库的质量控制,从而降低了时间和资源成本。模拟研究表明,LevSeq在各种实验条件下都能准确检测变体的能力。最后,我们展示了LevSeq在工程质类化学方面的工程杂化蛋白的实用性。广泛采用LEVSEQ和数据共享将增强我们对蛋白质序列功能景观的理解,并赋予数据驱动的定向进化。
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可下可用(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2022 年 10 月 16 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.10.16.512417 doi:bioRxiv 预印本
RNA 引导的核酸内切酶(如 Cas9)可在细胞中提供有效的靶向基因组编辑,但也可能切割整个基因组中的脱靶位点。化脓性链球菌 Cas9 (SpCas9) 的工程变体已被开发出来以全面降低脱靶活性,但个别脱靶可能仍然存在,或者靶向活性可能受到损害。为了在保持强大的靶向编辑的同时对抗特定脱靶的活性,我们开发了一种新颖的 M13 噬菌体介导选择方法。使用这种方法,连续几轮正向和负向选择用于识别增强或减弱特定基因组序列编辑活性的 Cas9 突变。我们还引入了寡核苷酸定向靶标扫描诱变 (SMOOT),这是一种全面的诱变方法,用于创建高度多样化的 Cas9 变体库,这些库可以通过基于噬菌体的选择进行挑战。我们的平台识别出新的 SpCas9 突变体,这些突变体在生化测定和 T 细胞中减轻了对脱靶的切割,同时保持了比以前描述的变体更高的靶向活性。我们描述了一种进化的变体,S . pyogenes Adapted to Reduce Target Ambiguity Cas9 (SpartaCas),它由最丰富的突变组成,每个突变的功能未知。这种进化的 Cas9 突变体减少了脱靶切割,同时保留了对多个治疗相关靶标的有效编辑。使用我们的系统对 Cas9 进行定向进化展示了一种改进的结构独立方法,可以有效地设计核酸酶活性。
图 1. SPAAC 与 DBCO-PEG4-Fluor545 反应过程中形成的有机(β-D-葡萄吡喃叠氮化物)与无机(叠氮化钠)叠氮化物的三唑产物表现出不同的相对荧光强度。A) DBCO-PEG4-Fluor 545 与叠氮化物的点击化学或 SPAAC 反应产生的三唑产物取决于与 DBCO 部分反应的有机叠氮化物与无机叠氮化物的类型。这里显示了在 37°C 下 1X PBS 缓冲液(pH 7.4)中 DBCO-PEG4-Fluor 545 (200 µM) 与叠氮化钠或 β-D-葡萄吡喃叠氮化物 (400 µM) 底物发生 SPAAC 反应期间观察到的三唑部分特定吸光度 (B) 和整体产物荧光 (C) 的相对变化。有趣的是,虽然吸光度没有差异,但有机叠氮化物和无机叠氮化物的 SPAAC 反应产物的最终荧光读数明显不同。请注意,吸光度是在 309 nm 处测量的,而荧光是在 550 nm 激发和 590 nm 发射(570 nm 截止)处测量的。灰色方块和红色圆圈分别对应于在指定时间点收集的无机叠氮化物和有机叠氮化物的实验数据。线
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2025 年 2 月 4 日发布。;https://doi.org/10.1101/2024.09.30.614878 doi:bioRxiv 预印本
氧化芳香族底物的酶已在一系列基于细胞的技术中显示出效用,包括活细胞邻近标记 (PL) 和电子显微镜 (EM),但也存在一些缺点,例如需要有毒的 H 2 O 2 。在这里,我们探索了漆酶作为哺乳动物细胞中 PL 和 EM 的一种新型酶类。LaccID 是通过 11 轮定向进化从祖先真菌漆酶产生的,它使用 O 2 而不是有毒的 H 2 O 2 催化多种芳香族底物的单电子氧化,并且对活细胞和固定细胞的表面质膜均表现出活性选择性。我们表明,LaccID 可与基于质谱的蛋白质组学一起使用,以绘制通过抗原特异性 T 细胞受体与肿瘤细胞结合的 T 细胞不断变化的表面组成。此外,我们使用 LaccID 作为可遗传编码的标签,用于在哺乳动物细胞培养物和苍蝇大脑中通过 EM 可视化细胞表面特征。我们的研究为未来基于细胞的 LaccID 应用铺平了道路。