耐多药结核分枝杆菌 ( Mtb ) 感染严重危害全球人类健康,迫切需要新的治疗策略。高效的基因组编辑工具有助于识别参与细菌生理、发病机制和耐药机制的关键基因和途径,从而有助于开发耐药结核病的新疗法。在这里,我们报告了一个双质粒系统 MtbCBE,用于灭活基因并在 Mtb 中引入点突变。在该系统中,辅助质粒 pRecX-NucS E107A 表达 RecX 和 NucS E107A 以抑制 RecA 依赖性和 NucS 依赖性的 DNA 修复系统,碱基编辑质粒 pCBE 表达结合胞苷脱氨酶 APOBEC1、Cas9 切口酶 (nCas9) 和尿嘧啶 DNA 糖基化酶抑制剂 (UGI) 的融合蛋白。这两个质粒共同实现了结核分枝杆菌基因组中所需位点处 G:C 到 A:T 碱基对的有效转换。碱基编辑系统的成功开发将有助于阐明结核分枝杆菌致病机理和耐药性的分子机制,并为开发其他微生物的碱基编辑工具提供重要启发。
抗病毒 DNA 胞嘧啶脱氨酶 APOBEC3A 和 APOBEC3B 是癌症突变的主要来源,它们催化胞嘧啶脱氨为尿嘧啶。APOBEC3A 优先靶向单链 DNA,对采用茎环二级结构的 DNA 区域具有明显的亲和力。然而,APOBEC3A 和 APOBEC3B 的详细底物偏好尚未完全确定,DNA 序列对 APO-BEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性的具体影响仍有待研究。在这里,我们发现 APOBEC3B 也选择性地靶向 DNA 茎环结构,它们与 APOBEC3A 脱氨的结构不同。我们开发了 Oligo-seq,这是一种基于体外测序的方法,用于识别促进 APOBEC3A 和 APOBEC3B 活性的特定序列环境。通过这种方法,我们证明了 APOBEC3A 和 APOBEC3B 脱氨酶活性受到目标胞嘧啶周围特定序列的强烈调控。此外,我们还确定了 APOBEC3B 和 APOBEC3A 的结构特征,这些特征决定了它们的底物偏好。重要的是,我们确定了肿瘤基因组内发夹形成序列中 APOBEC3B 诱导的突变与 APOBEC3A 突变的 DNA 茎环序列不同。总之,我们的研究提供了证据,表明 APOBEC3A 和 APOBEC3B 可以在癌症基因组中产生不同的突变景观,这是由它们独特的底物选择性驱动的。
TALE 碱基编辑器是最近添加到基因组编辑工具箱中的。这些分子工具是转录激活因子样效应结构域 (TALE)、分裂 DddA 脱氨酶半体和尿嘧啶糖基化酶抑制剂 (UGI) 的融合,它们具有直接编辑双链 DNA 的独特能力,将胞嘧啶 (C) 转化为胸腺嘧啶 (T)。为了剖析 TALE-BE 的编辑规则,我们将数十个靶向核基因组位点的 TALE-BE 的筛选与基于将 TALE-BE 靶位点集合精确敲入细胞基因组的中/高通量策略相结合。后一种方法使我们能够深入了解 cellulo 中的编辑规则,同时排除不同基因组位点之间的表观遗传和微环境差异等混杂因素。利用获得的知识,我们设计了靶向 CD52 的 TALE-BE,并实现了非常高的基因敲除频率(高达 80% 的表型 CD52 敲除)。我们进一步证明 TALE-BE 仅产生微不足道的插入/缺失和副产物。最后,我们将两种分子工具(TALE-BE 和 TALEN)结合起来进行多重基因组工程,产生高水平的双基因敲除(~75%),而不会在两个靶位点之间产生易位。
此外,TTx DNA 聚合酶具有 5'-3' 外切酶活性,因此可用于使用探针分析(如 TaqMan ® 分析)的实时 PCR。该酶含有中和抗体,因此允许进行热启动 PCR。特点 - 卓越的 DNA 扩增效率基于 TTx DNA 聚合酶优化了反应组成。TTx DNA 聚合酶比通用酶(如 Taq DNA 聚合酶和 Tth DNA 聚合酶)具有更高的延伸能力,TTx DNA 聚合酶即使在快速循环条件下也能实现高效的 PCR。 - 耐受 PCR 抑制剂该试剂盒可有效从粗样品(例如生物样本、食品、土壤提取物等)中进行扩增。从全血进行扩增时,无需纯化核酸,直接将其加入反应溶液中即可实现充分的扩增。 - dUTP 的利用 本试剂盒含有 dUTP 而不是 dTTP,用于 rTth/TTx (DNA) 的 2x 缓冲液。因此,通过添加尿嘧啶-N-糖基化酶 (UNG) 可以降低假阳性检测率。 *本试剂盒不提供 UNG。本试剂盒包含以下成分,可用于 250 次反应,总反应体积为 20 μL。所有试剂应储存在 -20°C 下。
家族A DNA聚合酶(Polas)形成了参与DNA复制和修复的现有聚合酶的重要且研究的一类。否则,尽管在独立的,专门的作品中表征了多个子家族,但到目前为止,他们的综合性分类却缺少。因此,我们重新审查了所有目前可用的pola semence,将它们的成对相似性转化为欧几里得空间中的位置,将它们分为19个主要簇。中有11个对应于已知的亚家族,但以前没有八个特征。对于每个组,我们都会汇编它们的一般特征,检查其系统发育关系,并在基本序列基序中进行保护分析。大多数亚家族与生命的特定领域有关(包括噬菌体),但一个亚科出现在细菌,古细菌和真核生物中。我们还表明,两个新的小家族含有功能性酶。我们使用alphafold2来生成缺乏实验降低结构的所有群集的高牢固预测模型。我们确定了涉及结构变化,有序的插入和明显的尿嘧啶-DNA糖基酶(UDG)结构域的明显结构掺入的新的保守效果。最后,T7样噬菌体子集的网络和结构分析表明,将3'–5'EXO和POL结构域分裂为两个单独的基因,第一次在Polas中观察到。
摘要 Knufia petricola 是一种黑真菌,它在极端和贫营养环境中定殖在暴露在阳光下的表面。作为生态上重要的异养生物和人造表面上的生物膜形成者,黑真菌形成了最抗性的生物腐烂生物群之一。由于其在无菌培养中生长速度适中,并且有可用的转化和 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑方案,K. petricola 被用于研究嗜极黑真菌和耐极端黑真菌共同的形态生理适应性。在本研究中,实施了细菌衍生的四环素 (TET) 依赖性启动子 (Tet-on) 系统,以实现 K. petricola 中的可控基因表达。通过使用 GFP 荧光、色素合成(黑色素和类胡萝卜素)和恢复的尿嘧啶原养型作为报告基因,研究了 TET 调控构建体的功能性,即剂量依赖性诱导性。新生成的包含 Tet-on 构建体的克隆载体以及 K. petricola 基因组中用于颜色选择或中性插入表达构建体的已验证位点完善了反向遗传学工具箱。通过使用 2A 自裂解肽,可以根据需要从不同的基因组位点或从单个构建体表达一个或多个基因,例如,用于在 K. petricola 细胞中定位蛋白质和蛋白质复合物或使用 K. petricola 作为表达异源基因的宿主。
产品描述人类甲基化和非甲基化的DNA集由两个对照DNA(非甲基化和甲基化)以及一组特定设计的引物,可与EZ DNA甲基化 - 甲基化 - 光点™结合使用,EZ DNA甲基化 - ez DNA甲基化基因甲基化基因甲基化基因,EZ DNA甲基化基因, Zymo研究以评估DNA的亚硫酸含量转化的效率。从包含DNA甲基转移酶DNMT1( - / - )和DNMT3B( - / - )1的细胞中纯化了人类HCT116 DKO非甲基化DNA。源自HCT116 DKO细胞的DNA具有低水平的DNA甲基化,可用作DNA甲基化分析的对照(图1)。人类HCT116 DKO甲基化的DNA被纯化为HCT116 DKO DNA,并且已在所有胞质位置进行了酶甲基化,该位置包括M.SSSI甲基转移酶2的CG二核苷酸,并可以用作DNA甲基化分析的阳性对照。在亚硫酸盐处理后,甲基化的胞嘧啶仍未转化(在哺乳动物中,胞嘧啶甲基化主要发生在CPG的情况下),而PCR后,非甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶并被检测为胸骨。DAPK1控制引物扩增了与死亡相关蛋白激酶1(DAPK1)基因的甲基化,非甲基化和混合甲基化拷贝,并用于在甲硫酸盐转化对照DNA后用于使用。恢复的DNA非常适合许多应用,包括下游分析,例如PCR,限制性核酸内切酶消化,测序等。
摘要:有人提出,在无氧环境中,最后一个普遍的共同祖先(LUCA)在高温19次下进化,类似于深海通风口和火山斜坡上的环境。20因此,自发性DNA衰变(例如碱基损失和胞嘧啶脱氨酸)是影响卢卡基因组完整性的主要因素21。宇宙辐射是由于弱地球磁场和烷基化的22种代谢自由基所引起的,添加了这些威胁。在这里,我们提出,古代生活形式只有两种不同的23种修复机制:多功能的肾上腺素/肾上腺素(AP)核酸内核酸内核酸内核酸酶,以应对AP位点和24个脱氨基残基,以及酶催化紫外线和烷基化损害的直接逆转。在某些古细菌中,尿素-DNA N-糖基酶的缺失以及AP核酸内切酶的存在,即26可以切割含尿嘧啶的DNA,这表明AP内核酸内核酸酶引起的核苷酸切口修复27(NIR)途径27(NIR)途径从分别从Glycosylase介导的碱基降低层独立于Glycosypiend介导的碱基上的远程摄取。nir可能是28个遗物,出现在早期的嗜热祖先中,以抵消自发的DNA损伤。我们 - 29提出,地球大气中的氧气水平升高〜2 ga触发了狭窄的AP核酸内切酶和DNA糖基酶的狭窄狭窄,以有效地应对氧化量扩大的氧化31碱基损伤和复杂的DNA病变。32
摘要 在美国田纳西州橡树岭,Rhodanobacter 是受高浓度硝酸盐和铀污染的蓄水层中的优势菌属。原位刺激反硝化已被提出作为修复硝酸盐和铀污染的潜在方法。在 Rhodanobacter 种中,据报道 Rhodanobacter denitri filcans 菌株具有反硝化能力并含有丰富的金属抗性基因。然而,由于这些菌株缺乏诱变系统,我们对低 pH 抗性和在污染环境中占主导地位的能力的潜在机制的理解仍然有限。在这里,我们在两株 R. denitri filcans 菌株中开发了一种无标记缺失系统。首先,我们优化了 10 株 Rhodanobacter 菌株的生长条件,测试了抗生素抗性,并确定了合适的转化参数。然后,我们在 R. denitri filans 菌株 FW104-R3 和 FW104-R5 中删除了编码尿嘧啶磷酸核糖基转移酶的 upp 基因。所得菌株被命名为 R3_ D upp 和 R5_ D upp,并用作宿主菌株,以 5-氟尿嘧啶 (5- FU) 抗性作为反选择标记进行诱变,以产生无标记缺失突变体。为了测试开发的方案,在 R3_ D upp 和 R5_ D upp 宿主菌株中敲除了编码硝酸盐还原酶的 narG 基因。正如预期的那样,narG 突变体无法在以硝酸盐为电子受体的缺氧培养基中生长。总体而言,这些结果表明,同框无标记删除系统在两种 R. denitri ficans 菌株中有效,这将有助于未来对这些菌株进行功能基因组研究,进一步了解 Rhodanobacter 种中存在的代谢和抗性机制。
摘要 在美国田纳西州橡树岭,Rhodanobacter 是受高浓度硝酸盐和铀污染的蓄水层中的优势菌属。原位刺激反硝化已被提出作为修复硝酸盐和铀污染的潜在方法。在 Rhodanobacter 种中,据报道 Rhodanobacter denitri filcans 菌株具有反硝化能力并含有丰富的金属抗性基因。然而,由于这些菌株缺乏诱变系统,我们对低 pH 抗性和在污染环境中占主导地位的能力的潜在机制的理解仍然有限。在这里,我们在两株 R. denitri filcans 菌株中开发了一种无标记缺失系统。首先,我们优化了 10 株 Rhodanobacter 菌株的生长条件,测试了抗生素抗性,并确定了合适的转化参数。然后,我们在 R. denitri filans 菌株 FW104-R3 和 FW104-R5 中删除了编码尿嘧啶磷酸核糖基转移酶的 upp 基因。所得菌株被命名为 R3_ D upp 和 R5_ D upp,并用作宿主菌株,以 5-氟尿嘧啶 (5- FU) 抗性作为反选择标记进行诱变,以产生无标记缺失突变体。为了测试开发的方案,在 R3_ D upp 和 R5_ D upp 宿主菌株中敲除了编码硝酸盐还原酶的 narG 基因。正如预期的那样,narG 突变体无法在以硝酸盐为电子受体的缺氧培养基中生长。总体而言,这些结果表明,同框无标记删除系统在两种 R. denitri ficans 菌株中有效,这将有助于未来对这些菌株进行功能基因组研究,进一步了解 Rhodanobacter 种中存在的代谢和抗性机制。