基因组安全港位点 (GSH) 的识别和表征旨在促进一致的转基因活动而不破坏宿主细胞基因组。我们结合基因组注释和染色质结构分析,通过计算方法预测四种 GSH 在人类血吸虫曼氏血吸虫(一种热带地区的主要传染性病原体)中的位置。使用 CRISPR/Cas 辅助的同源定向修复和重叠向导 RNA 将转基因引入寄生虫的卵中。观察到基因编辑效率为 24%,75% 的基因编辑血吸虫卵具有转基因编码荧光。这些结果通过提供一条使用同源定向修复催化转基因插入的转基因蠕虫的可处理途径,推动了血吸虫功能基因组学的发展。这种方法应该普遍适用于蠕虫。
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2023 年 1 月 4 日发布。;https://doi.org/10.1101/2022.09.02.506379 doi:bioRxiv preprint
我们制作了一种基于人工智能的数字病理学 (AI-DP) 设备的原型,以探索自动扫描和检测用 Kato-Katz (KK) 技术制备的粪便中的蠕虫卵,该技术是诊断土源性蠕虫 (STH;蛔虫、鞭虫和钩虫) 和曼氏血吸虫 (SCH) 感染的现行诊断标准。首先,我们将原型全玻片成像扫描仪嵌入到柬埔寨、埃塞俄比亚、肯尼亚和坦桑尼亚的实地研究中。使用该扫描仪,扫描了超过 300 KK 厚的粪便涂片,总共得到 7,780 张视场 (FOV) 图像,包含 16,990 个带注释的蠕虫卵(蛔虫:8,600 个;鞭虫:4,083 个;钩虫:3,623 个;SCH:684 个)。约 90% 的带注释卵用于训练基于深度学习的物体检测模型。从 752 张 FOV 图像的未见过的测试集中,其中包含 1,671 个手动验证的 STH 和 SCH 卵(剩余 10% 的带注释卵),我们训练的物体检测模型从 KK 的共感染 FOV 图像中提取并分类了蠕虫卵
α -半乳糖苷酶 ( α -GAL) 和 α -N-乙酰半乳糖胺酶 ( α -NAGAL) 是两种糖基水解酶,通过调节蛋白质和脂质上的聚糖底物来维持细胞稳态。编码这两种酶的人类基因突变都会导致法布里病和 Schindler/Kanzaki 病中出现的神经和神经肌肉损伤。在这里,我们研究了导致被忽视的热带疾病血吸虫病的寄生血吸虫曼氏血吸虫是否也含有功能上重要的 α -GAL 和 α -NAGAL 蛋白。由于感染、寄生虫成熟和宿主相互作用都受精心调控的糖基化过程控制,抑制曼氏血吸虫的 α -GAL 和 α -NAGAL 活性可能导致开发新的化学疗法。推定的 α -GAL/α -NAGAL 蛋白类型的序列和系统发育分析表明,Smp_089290 是唯一含有 α -GAL/α -NAGAL 底物裂解所必需的功能性氨基酸残基的曼氏血吸虫蛋白。雌性血吸虫的 α -GAL 和 α - NAGAL 酶活性均高于雄性血吸虫(p < 0.05;α -NAGAL > α -GAL),这与 smp_089290 的雌性偏向表达一致。smp_089290 的空间定位表明其在成年血吸虫的实质细胞、神经元细胞以及卵黄囊和成熟卵黄细胞中积累。与对照线虫相比,siRNA 介导的 smp_089290 在成虫中的敲低(> 90%)显著抑制了 α -NAGAL 活性(siLuc 处理的雄性,p < 0.01;siLuc 处理的雌性,p < 0.05)。在相同的提取物中没有观察到 α -GAL 活性的显著降低。尽管如此,α -NAGAL 活性的降低与成虫运动能力和产卵量的显著抑制相关。对成虫中 smp_089290 进行 CRISPR/Cas9 编辑证实了卵子减少的表型。基于这些结果,确定 Smp_089290 主要作为 α -NAGAL(以下称为 SmNAGAL)在
转染的 Bge 细胞以评估 Cas9 的表达(图 1b)。使用两对引物进行 PCR,以对照或 pCas-BgAIFx4 转染的 Bge 细胞的 cDNA 作为模板,一对引物针对 Cas9,另一对针对 BgActin,后者是 B. glabrata 的肌动蛋白基因,用作参考基因(图 1b、c)。转染后 24 小时检测到瞬时 pCas-BgAIFx4 转染的 Bge 细胞中编码 Cas9 的转录本,并在测定的 9 天内保持表达。在 pCas-BgAIFx4 转染的细胞中观察到 Cas9 mRNA(277 bp)的特异性扩增子,但在未转染的细胞中没有观察到(图 1c)。我们的研究结果支持了先前的研究结果,即揭示了 Bge 细胞中由荧光素酶驱动的 CMV 启动子 [60]。对照参考 BgActin 的表达在 214
未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者(此版本于 2020 年 4 月 8 日发布。;https://doi.org/10.1101/2020.04.07.029629 doi:bioRxiv preprint