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World File Search System点突变
了解遗传学在肿瘤和癌症生物学中的作用
几十年来，遗传学与癌症之间的相互作用一直是研究的焦点，从而对驱动肿瘤发生的分子机制有了深刻的理解。在这篇全面的评论文章中，我们探讨了癌症的遗传基础，涵盖了导致致癌转化的各种改变。从致癌基因到肿瘤抑制基因，从点突变到染色体重排，我们深入研究了癌症的分子特征及其对诊断、治疗和预防的影响。利用基因组技术的最新进展，我们讨论了下一代测序、单细胞测序和计算建模在解开癌症遗传学复杂性方面的作用。此外，我们研究了癌症遗传易感性的临床意义，强调了基因检测和咨询在癌症风险评估和管理中的重要性。通过探索肿瘤异质性、克隆进化和治疗耐药性，我们强调了精准肿瘤学的挑战和机遇。最后，我们讨论了癌症遗传学研究的未来方向，包括精准预防策略和伦理考虑。
DCIA解旋酶加载器与DNA 的结构见解
摘要：DCIA是祖先细菌复制性解旋酶加载剂，在进化过程中，噬菌体起源的DNAC/I负载器在进化过程中替换。DNAC通过打开六聚体环，帮助解旋酶在DNA上加载，但是DCIA负载的机理仍然未知。我们通过电子显微镜，核磁共振（NMR）光谱和生物化学实验证明，折叠成KH样结构域的DCIA不仅在非典型模式下与单链，而且是双链DNA相互作用。长α-helix 1的某个点突变表明了其在DCIA相互作用中对于模仿单链，双链和分叉DNA的各种DNA底物的相互作用的重要性。其中一些突变也影响了DCIA对解旋酶的负载。我们提出了一个假设，即DCIA可以通过在两个DNA链之间进行插入以稳定它来成为DNA伴侣。这项工作使我们能够提出DCIA与DNA的直接相互作用可以在解旋酶的负载机理中发挥作用。
量子硬件上的超跨性汉密尔顿特征状态的实时演变
摘要CRISPR/CAS9系统最初是从原核生物适应性免疫系统中得出的，已作为有效的基因组编辑工具开发。它可以通过可编程SGRNA与靶DNA的特定结合对染色体DNA进行精确的基因操纵，并且具有内切核酸酶活性的CAS9蛋白将在特定位点减少双链断裂。然而，CAS9是哺乳动物细胞中的一种异物，与引入哺乳动物细胞有关的潜在风险尚不完全了解。在这项研究中，我们对HEK293T细胞中的链球菌CAS9（Spycas9）进行了下拉和质谱分析（MS）分析，并表明大多数Cas9-相关蛋白质由MS鉴定的大多数相关蛋白在核中局部局部。有趣的是，我们进一步发现CAS9蛋白包含编码核仁拘留信号（NODS）的序列。与野生型（WT）Cas9相比，CAS9的点突变变体（MCAS9）较小
属于其特异性抑制剂复合物中铁蛋白的结构...
摘要人类铁稳态的一种中心调节机制涉及铁蛋白（FPN），唯一的细胞铁出口剂和肽激素肝激素，它抑制了Fe 2+ trans- trans-并诱导FPN的内在化和降解。FPN/肝素轴的失调导致病理条件的不同，因此，抑制FPN介导的铁运输的药理学化合物具有很高的临床意义。 在这里，我们描述了与合成纳米型和Vamifeport（VIT-2763）的复合物中人类FPN的低温微拷贝结构，这是第一个临床阶段的口服FPN抑制剂。 vamifeport与肝素竞争FPN结合，目前正处于β-丘脑和镰状细胞病的临床发展中。 结构显示了FPN的两个不同构象，代表了转运蛋白的向外和遮挡状态。 vamifeport位点位于蛋白质的中心，在该蛋白质中，与肝素相互作用的重叠基于两个分子之间的竞争关系。 在Vamifeport的结合袋中引入点突变会降低其与FPN的亲和力，强调结构数据的相关性。 一起，我们的研究揭示了FPN的构象重排，这与运输具有潜在相关性，并且它提供了对这种独特的铁外乘转运蛋白的药理靶向的初步见解。导致病理条件的不同，因此，抑制FPN介导的铁运输的药理学化合物具有很高的临床意义。在这里，我们描述了与合成纳米型和Vamifeport（VIT-2763）的复合物中人类FPN的低温微拷贝结构，这是第一个临床阶段的口服FPN抑制剂。vamifeport与肝素竞争FPN结合，目前正处于β-丘脑和镰状细胞病的临床发展中。结构显示了FPN的两个不同构象，代表了转运蛋白的向外和遮挡状态。vamifeport位点位于蛋白质的中心，在该蛋白质中，与肝素相互作用的重叠基于两个分子之间的竞争关系。在Vamifeport的结合袋中引入点突变会降低其与FPN的亲和力，强调结构数据的相关性。一起，我们的研究揭示了FPN的构象重排，这与运输具有潜在相关性，并且它提供了对这种独特的铁外乘转运蛋白的药理靶向的初步见解。
利用 mRNA 和合成向导 RNA 进行碱基编辑的精准平台
精确定位碱基编辑平台的开发目的是通过使用 RNA 适体 (Collantes, 2021) 来有效招募碱基修饰酶。精确定位碱基编辑系统可有效诱导靶标特异性核苷酸变化，而不会形成 DNA 双链断裂或插入缺失。该系统由三个部分组成：[1] 核酸酶缺陷型“切口酶” nCas9，仅切割或“切口”单链 DNA，与尿嘧啶糖基化酶 (UGI) 抑制剂融合 (Komor, 2016)，[2] 胞苷脱氨酶碱基编辑器 (大鼠 APOBEC) 与适体结合蛋白融合，以及 [3] 适体单向导 RNA (sgRNA)，可将 nCas9 和适体-脱氨酶融合物招募到特定的 DNA 靶位点（图 1）。将这三种成分递送到哺乳动物细胞中可诱导高度特定水平的 CG 到 TA 碱基转化，适用于涉及单个氨基酸点突变或功能性基因敲除的细胞和基因治疗应用。
两种线粒体 DNA 多态性调节心磷脂结合并导致合成致死
遗传筛选已广泛用于探测核基因之间的相互作用及其对表型的影响。然而，由于缺乏工具来绘制负责的多态性，探测线粒体基因与其表型结果之间的相互作用尚未成为可能。在这里，使用我们之前在果蝇中建立的工具包，我们分离了 300 多个重组线粒体基因组，并绘制了细胞色素 c 氧化酶 III 残基 109（CoIII 109）处自然发生的多态性，这完全挽救了与细胞色素 c 氧化酶 I（CoI T300I）点突变相关的致死性和其他缺陷。通过脂质组学分析、生化测定和表型分析，我们发现 CoIII 109 多态性调节心磷脂结合以防止由 CoI T300I 突变引起的复合物 IV 不稳定性。这项研究证明了在动物线粒体 DNA 中进行遗传相互作用筛选的可行性。它揭示了与线粒体 DNA 相关的疾病的潜在复杂的基因组内相互作用以及它们如何影响疾病的表现。
靶DNA切割原理及Mg2+在CRISPR–Cas9催化中的作用
作为 CRISPR-Cas9 基因组编辑技术的核心，内切酶 Cas9 可在 DNA 中引入位点特异性断裂。然而，目前仍缺乏改善 Cas9 功能的精确机制信息。本文将多微秒分子动力学、自由能和多尺度模拟与溶液 NMR 和 DNA 裂解实验相结合，以解析靶 DNA 裂解的催化机制。我们表明，活性 HNH 核酸酶的构象与催化 Mg 2+ 紧密相关，揭示了其主要的结构作用。这种活性 Mg 2+ 结合的 HNH 通过分子模拟、溶液 NMR 和 DNA 裂解分析得到一致描述，同时还揭示了催化 H840 的质子化状态受到活性位点突变的强烈影响。最后，从头算 QM(DFT)/MM 模拟和元动力学建立了催化机制，表明催化作用由 H840 激活并由 K866 完成，从而使 DNA 裂解实验合理化。这些信息对于增强 CRISPR-Cas9 的酶功能以改进基因组编辑至关重要。
基因组编辑的当前状态及其含义
基因组编辑涉及使用定位的核酸酶（例如锌指核酸酶，Talens或CRISPR/CAS9）切割DNA双螺旋，并在基因组DNA中的靶向，特定序列引入双链断裂（DSB）。实际上是一对成熟的分子剪刀。然后，使用两种机制之一，通过细胞中的机械修复DSB。一种方法是非同源末端连接（NHEJ），其中两个破裂的末端彼此并排并粘合在一起。此方法容易出错，并且由于维修过程中不可避免的错误，在目标裂解位点会导致目标切割部位的插入和缺失（Indels）。这些误差会改变核酸酶目标位点，并防止进一步的切割事件，并通常禁用或敲除基因功能。另一种修复机制是使用同源核酸修复模板的同源指导修复（HDR）。修复模板可以设计与DSB两侧匹配的同源性区域之间进行所需的修改。这可用于引入一系列基因组编辑，从点突变到全基因插入。
系统和应用程序
摘要 本综述介绍了 DNA 微阵列技术及其应用的最新进展。介绍了多种 DNA 微阵列或 DNA 芯片设备和系统，以及它们的制造方法和用途。这包括用于高通量筛选应用的高密度微阵列和用于各种诊断应用的低密度微阵列。所综述的微阵列制造方法包括各种喷墨和微喷射沉积或点样技术和工艺、原位或芯片上光刻寡核苷酸合成工艺以及电子 DNA 探针寻址工艺。所综述的 DNA 微阵列杂交应用包括基因表达分析和点突变、单核苷酸多态性 (SNP) 和短串联重复序列 (STR) 基因分型的重要领域。除了许多分子生物学和基因组学研究用途外，本综述还涵盖了微阵列设备和系统在药物基因组学研究和药物发现、传染病和遗传病和癌症诊断以及法医和遗传鉴定方面的应用。此外，还回顾了正在开发并应用于蛋白质组学和细胞分析新领域的微阵列技术。
用粘蛋白复合物保护基因组
摘要：DNA双链断裂（DSB）是DNA损伤的有害形式，必须对其进行牢固地解决以确保基因组稳定性。有缺陷的修复会导致染色体丧失，点突变，杂合性丧失或染色体重排，这可能导致肿瘤发生或细胞死亡。我们通过非同源末端连接和同源指导的修复（HDR）机制成功修复DNA DSB的要求与基因组折叠和动力学有关。关于DSB，局部和全球染色质组成和动力学以及3D基因组组织的发生以及核空间内的打破定位，这影响了修复的过程。粘蛋白复合物越来越多地成为基因组的关键调节剂，影响染色质组成和动力学的影响，以及通过主动环挤出机制折叠染色体和维持姐妹染色质凝聚力的折叠染色体，至关重要的基因组组织。在这里，我们考虑这种复合物现在如何成为DNA损伤响应，影响修复途径选择和效率的关键参与者。