摘要:基于 CRISPR 的表观基因组编辑使用 dCas9 作为平台,在选定的位点招募转录或染色质调节因子。尽管最近取得了进展,但这些方法在体内研究染色质功能方面的全部潜力仍然难以充分发挥。在这篇综述中,我们讨论了植物和动物的最新进展如何为研究染色质调节因子的功能提供了新途径,并解决了通常相互关联的相关调节的复杂性。虽然已经开发出有效的转录工程方法,并且可以用作改变位点染色质状态的工具,但在植物中直接操纵染色质调节因子的例子仍然很少。这些报告还揭示了表观基因组工程方法的缺陷和局限性,但它们仍然具有参考价值,因为它们通常与位点和上下文相关的特征有关,包括 DNA 可及性、初始染色质和转录状态或细胞动力学。重点介绍了不同生物体为克服甚至利用这些局限性而实施的策略,这将进一步提高我们建立染色质动力学对基因组调控的因果关系和层次结构的能力。
整合子是一种自适应细菌装置,在应激条件下将无启动子的基因盒重新排列成可变的有序阵列,从而采集组合表型多样性。染色体整合子通常携带数百个沉默基因盒,整合酶介导的重组导致 DNA 大量切除和整合,对基因组完整性构成潜在威胁。如何调节和控制这种活动(特别是通过选择压力)以维持如此大的盒阵列尚不清楚。在这里,我们展示了含启动子的毒素-抗毒素 (TA) 盒作为在整体盒切除率过高时杀死细胞的系统的关键作用。这些结果强调了 TA 盒调节盒重组动力学的重要性,并深入了解了细菌基因组中整合子的进化和成功。
肝脏的独特建筑由肝叶组成,将代谢的肝特征分为两个不同的区域,即围围和周围区域,其空间特征广泛定义为代谢齐射。r-spondin3(rspo3),一种促进Wnt信号通路的生物活性蛋白,调节尤其是在肝中心静脉周围的代谢特征。然而,由RSPO3/WNT信号通路调节的肝代谢分区的功能影响,对全身代谢稳态的理解仍然很差。在这项研究中,我们通过使用鼠模型分析了肝脏中RSPO3的局部功能以及肝RSPO3在人体其他器官上的远程作用。RSPO3表达分析表明,RSPO3表达模式在鼠肝脏中被空间控制,使其位于腹膜区域并在进食后收敛,这些过程的动力学在肥胖症中受到干扰。我们发现,病毒介导的肥胖肝组织中RSPO3的诱导可改善胰岛素抵抗,并通过恢复减弱的器官胰岛素敏感性,减少脂肪组织增大并逆转过度刺激的适应性热量烯二还是SIS来防止体重增加。肝迷走神经的修饰抑制了源自肝RSPO3诱导的这些远程作用,向脂肪组织和骨骼肌降低,这表明信号是通过由传入的迷走神经和富有效应的症状神经来传递的。此外,非神经元间的通信上调上调肌肉脂质利用是部分原因是肥胖症中脂肪肝发育和骨骼肌质量降低的改善。相反,通过CRE-LoXP介导的重组系统抑制肝RSPO3由于葡萄糖不耐症和胰岛素抵抗而加剧糖尿病,从而促进脂肪肝发育并降低骨骼肌质量,从而导致肥胖。总的来说,我们的研究结果表明,肝RSPO3的调节有助于通过新鉴定的器官间通信机制维持全身性葡萄糖代谢和身体组成。
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/Cas9 核酸酶系统已经能够生成疾病模型并开发许多遗传和非遗传疾病的治疗方法。然而,大规模基因组重排的产生引发了人们对 CRISPR/Cas9 核酸酶方法临床应用的安全性担忧。在这些事件中,由于染色体截断而形成的微核和染色体桥可导致局限于一条或几条染色体的大规模基因组重排。这种被称为染色体碎裂的现象最初是在癌细胞中描述的,人们认为它是由有丝分裂过程中染色体分离缺陷或 DNA 双链断裂引起的。在这里,我们将讨论影响 CRISPR/Cas9 诱导的染色体碎裂(以下称为 CRISPR 碎裂)的因素及其结果、表征这些事件的工具以及将其最小化的策略。 关键词:基因组编辑; CRISPR/Cas9;染色体碎裂;基因治疗;基因毒性;微核;染色体不稳定性。
抽象染色质组织是干细胞多能和分化的关键因素。然而,尚未探索增强子循环蛋白LDB1在干细胞中的作用。我们使用CRISPR/CAS9编辑产生了LDB1( - / - )胚胎干细胞(ESC),并观察到LDB1损失后关键干细胞因子SOX2和KLF4的降低。源自LDB1( - / - )ESC的胚胎体(EB)显示出谱系特异性标记的表达降低,并且能力受损能够经历末端分化为红细胞。差异基因表达,包括LIN28介导的自我更新途径基因,在WT和LDB1( - / - )ESC和EB之间观察到,但在分化为成红细胞细胞后最为明显。LDB1占据了超级增强剂,包括多能基因的超级增强剂,以及多能因素。LDB1损失导致ESC和EB中的全球染色质可及性降低。有条件的LDB1缺陷小鼠在骨髓细胞上显示造血干细胞标记降低,LIN28途径的失调。因此,LDB1功能对于ESC和EB发育至关重要,在分化为红细胞时变得越来越重要。关键字:
Build-A-Genome 课程的作者:Breeana G. Anderson、Abena Apaw、Pavlo Bohutskyi、Erin Buchanan、Daniel Chang、Melinda Chen、Eric Cooper、Amanda Deliere、Kallie Drakos、Justin Dubin、Christopher Fernandez、Zheyuan Guo、Thomas Harrelson、Dongwon Lee、Jessica McDade、Scott Melamed、Héloise Muller、Adithya Murali、José U. Niño Rivera、Mira Patel、Mary Rodley、Jenna Schwarz、Nirav Shelat、Josh S. Sims、Barrett Steinberg、James Steinhardt、Rishi K. Trivedi、Christopher Von Dollen、Tianyi Wang、Remus Wong、Yijie Xu、Noah Young、Karen Zeller 和 Allen Zhan。 1 纽约大学朗格尼健康学院系统遗传学研究所和生物化学与分子药理学系,纽约,纽约州 10016,美国 2 约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院环境健康与工程系,美国马里兰州巴尔的摩 21205,美国 3 欧洲分子生物学实验室 (EMBL),基因组生物学部,德国海德堡 69117 4 爱丁堡大学生物科学学院,英国爱丁堡 EH9 3BF 5 爱丁堡大学信息学院,英国爱丁堡 EH8 9AB 6 约翰霍普金斯大学惠廷工程学院生物医学工程系,美国马里兰州巴尔的摩 21218,美国 7 约翰霍普金斯大学克里格艺术与科学学院生物学系,美国马里兰州巴尔的摩 21218,美国 8 化学与生物分子工程系,约翰霍普金斯大学怀廷工程学院,美国马里兰州巴尔的摩 21218 9 洛克菲勒大学细胞与结构生物学实验室,美国纽约州纽约 10065 10 格罗宁根大学医学中心欧洲老龄化生物学研究所,荷兰格罗宁根 11 哈佛医学院麻省总医院病理学系,美国马萨诸塞州波士顿 02114 12 约翰霍普金斯大学医学院医学系/传染病科,美国马里兰州巴尔的摩 21205 13 约翰霍普金斯大学医学院高通量生物学中心,美国马里兰州巴尔的摩 21205 14 斯坦福大学斯坦福基因组技术中心,美国加利福尼亚州帕洛阿尔托 94304 15 斯坦福大学医学院遗传学系,美国加利福尼亚州斯坦福 94305 16 纽约大学生物医学工程系Tandon 工程学院,纽约布鲁克林 11201,美国 17 现地址:欧莱雅研究与创新,新泽西州克拉克 07066,美国 18 现地址:Pondicherry Biotech Private Limited,Pondicherry 工程学院校区,East Coast Road,Pillaichavady,Puducherry 605014,印度 19 现地址:哈佛大学陈曾熙公共卫生学院生物统计学系,马萨诸塞州波士顿 02115,美国 20 现地址:Neochromosome,Inc.,纽约长岛市 11101,美国 21 现地址:科学与工业研究中心,基因组学与综合生物学研究所,Sukhdev Vihar,Mathura Road,新德里 110025,印度 22 这些作者贡献相同 23 主要联系人 * 通讯:weimin.zhang@nyulangone.org (WZ),jef.boeke@nyulangone.org (JDB), chandra@jhmi.edu (SC)
。CC-BY-NC 4.0国际许可证的永久性。根据作者/资助者,它是根据预印本提供的(未经同行评审的认证),他已授予Biorxiv的许可证,以在2025年1月16日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2025.01.15.633104 doi:Biorxiv Preprint
多种遗传关联表明编码蛋白质的Th17相关基因(例如IL-17A,IL-23和STAT3)以及牛皮癣之间存在致病关系。对此链接的进一步支持来自于以下发现:针对IL-17A,IL-17RA和IL-23的中和抗体在牛皮癣,牛皮癣关节炎和性脊髓炎等疾病中有效。RORγT是一种驱动Th17极化和细胞分泌的中心位置转录因子,因此RORγT的调节可能会为患者提供额外的好处。然而,RORγT在胸腺中T细胞的正常发育和小鼠中RORγT的遗传破坏中起作用,导致源自胸腺中的淋巴瘤的发展。虽然尚未确定RORγT活性的下调会导致人类的后果,但希望进一步了解胸腺效应,以支持该靶标的进步作为对Th17驱动疾病的潜在治疗方法。在此,我们介绍了最近公开的RORγt逆激动剂的表征,在体外和对TH17终点的体外和体内降低了靶标参与和疗效,但需要更高的体外浓度以影响胸腺细胞凋亡。
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