基因组工程项目通常利用细菌人工染色体 (BAC) 来携带低拷贝数的多千碱基 DNA 片段。然而,全基因组工程的所有阶段都有可能对合成基因组施加突变,从而降低或消除最终菌株的适应性。在这里,我们描述了对多重自动基因组工程 (MAGE) 协议的改进,以提高重组频率和多路复用性。该协议用于重新编码大肠杆菌菌株,以在基因组范围内用同义替代词替换七个密码子。重新编码菌株的 BAC 中包含的 10 个 44 402–47 179 bp 从头合成 DNA 片段无法补充使用单个抗生素抗性标记所导致的相应 33–61 个野生型基因的缺失。下一代测序 (NGS) 用于识别每个片段中必需基因的 1-7 个非重编码突变,而 MAGE 反过来证明是一种有用的策略,可以在 BAC 中包含的重编码片段上修复这些突变,因为在修复过程中突变基因的重编码和野生型拷贝都必须存在。最后,使用两个基于网络的工具,使用蛋白质结构和功能调用来预测一组非重编码错义突变对菌株适应性的影响。
细菌、真菌、病毒、酵母和原生动物等微生物污染物引起了食品制造商的极大兴趣和担忧,因为它们可能存在食物中毒或食物腐败的风险(Maruthamuthu 等人,2020 年)(Talo,2019 年)。对数字微生物数据的需求不断增长,为微生物学家和实验室专业人员提供了轻松检测微生物的机会(Egli 等人,2020 年)。这种变化可以个性化诊断和治疗,提高数字数据质量,并降低医疗成本。传统的基于培养的微生物检测方法非常耗时,而数字成像因其快速的方法而备受关注。数字微生物学还有可能对公共卫生和病原体监测产生重大影响。为了实现数字化,微生物实验室必须发展数字医学和食品分析方面的专业知识,包括数据处理、感知和基础设施(Soni 等人,2022 年)。近年来,计算机视觉、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 等在大量标记数据上进行训练的方法越来越多地用于自动分析医学图像和微生物样本 (Goodswen et al., 2021)。这些方法可用于识别四种不同类型的微生物:细菌、藻类、原生动物和真菌 (Rani et al., 2022)。卷积神经网络和 ResNet-50 等模型可用于确定微生物样本的类别 (Majchrowska et al., 2021) (Rani et al., 2022) (Talo, 2019)。语义分割是一种计算机视觉方法,用于分析微生物样本的图像,当需要根据语义含义精确确定图像的不同区域时,为图像中的每个像素分配一个类标签 (Zawadzki et al., 2021)。 Faster R-CNN 和 Cascade R-CNN 等模型可用于计数微生物样本图像中的细菌菌落,这些模型可以检测单个物体并确定其类别。实例分割方法旨在通过区分图像中单个细菌菌落的不同实例并将每个像素分配给唯一的菌落来提供对图像的详细理解(Zawadzki 等人,2021 年)。Meta 公司开发和训练的 Segment Anything Model (SAM) 用于图像分割(实例分割)(Kirillov 等人,2023 年)。该模型使用超过 10 亿个掩模对 1100 万张图像进行了训练。SAM 模型具有零样本泛化的可能性,因此无需额外训练即可用于图像中对象的分割。SAM 模型可以分析来自广泛领域的图像,包括生物医学、农业、自动驾驶等。2. 方法
图1。高通量杂交捕获量的长基因组片段工作流程。 (a)高分子量(HMW)基因组DNA需要长片段的制备和富集。 (b)使用高通量兼容的G管将HMW DNA碎片至〜10 kb。 (c)使用特殊准备的尺寸选择珠通过尺寸选择去除多余的较小片段。 (d)尺寸选定的片段被最终修复(ER)A-Tail(AT),并将适配器连接到适配器序列,并带有样品识别条形码序列。 (e)样品池与XGEN自定义HYB面板杂交,并捕获并富集。 (f)富集的目标片段通过远程PCR扩增。 (g)放大的富集片段是第二次尺寸选择的或清理以进行最佳测序读取长度。 然后,富集和条形码的样品池接受所需的第三代测序工作流程。高通量杂交捕获量的长基因组片段工作流程。(a)高分子量(HMW)基因组DNA需要长片段的制备和富集。(b)使用高通量兼容的G管将HMW DNA碎片至〜10 kb。(c)使用特殊准备的尺寸选择珠通过尺寸选择去除多余的较小片段。(d)尺寸选定的片段被最终修复(ER)A-Tail(AT),并将适配器连接到适配器序列,并带有样品识别条形码序列。(e)样品池与XGEN自定义HYB面板杂交,并捕获并富集。(f)富集的目标片段通过远程PCR扩增。(g)放大的富集片段是第二次尺寸选择的或清理以进行最佳测序读取长度。富集和条形码的样品池接受所需的第三代测序工作流程。
异质性是细胞中多个线粒体DNA(mtDNA)序列的共存,在植物中有充分的文献证明。下一代测序技术(NGS)使得整个基因组对整个基因组进行了可行。因此,NGS具有检测异质的潜力。但是,异质检测中的方法和陷阱尚未得到充分投资和确定。异质检测的一个障碍是线粒体,塑料和核DNA之间的序列同源性,其中核DNA片段与mtDNA同源(NOMT)的影响需要最小化。为了检测异质,我们首先排除了从糖甜菜mtDNA序列中排除甜菜甜菜(Beta fulgaris)系EL10的核DNA序列。ngs读数是从甜菜线NK-195BRMM-O和NK-291BRMM-O的单个植物中获得的,并映射到未分解的mtDNA区域。通过基因组浏览分析检测到的1000多个位点表现出个体内部多态性。我们专注于一个309 bp的区域,其中12个个体内多形态位点彼此紧密相关。尽管通过NK-195BRMM-O和NK-291BRMM-O的PCR扩增在12个位点存在变异等位基因的DNA分子的存在,但这些变体并不总是由六个变体呼叫程序调用,这表明这些程序不适合内部个体个人个性化的多种形式检测。当我们更改核DNA参考时,发现EL10缺乏的数字包括309 bp区域。NK-195BRMM-O X NK-291BRMM-O的F 2种群的遗传分离支持了变体等位基因的NOMT起源。使用四个参考文献,我们发现NUMT检测表现出参考依赖性,而甜菜线中存在NOMT的极端多态性。EL10中没有发现的numts之一与NK-195mm-O中的另一个个体内多态位点有关。我们的数据表明,在甜菜中,糖的多态性意外高,导致对杂质的真实程度的混乱。
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背景:不育症是由异质风险引起的,但大多数是无法解释的。精子DNA碎片指数(DFI)越来越被认为是评估男性不育症的参数。这项研究旨在研究精子DFI与实验室之间的关联以及无法解释的不孕症的人口中的临床结果。方法:收集了不育群体的临床数据,以选择无法解释的不育症的生殖患者。作者对对照组(DFI <25%)和观察组(DFI≥25%)的患者进行了正常精子参数的分类,并比较了两组之间的基础特征,实验室和临床结果的差异。作者进行了相关分析,以检查DFI与D3良好胚胎数量之间的关系,以及临床妊娠率和活出生率。回顾性研究共有176例病例。结果:观察组(n = 88)比对照组显示出晚期男性年龄,精子浓度较低,进行性运动性和形态评估。此外,下部号在观察组中显示了良好质量胚胎,临床妊娠率和活出生率。DFI与No.显示了良好质量的胚胎(RS = -0.347,p <0.001)或活出生率(RS = -0.185,P = 0.028)。结论:精子DFI是在无法解释的不明显伴侣中预测D3良好胚胎的一个很好的指标,但它没有提供有关临床妊娠结局的足够信息,而是实时的预期。
质谱成像(MSI)是一种众所周知的分子在组织切片上电离及其定位的可视化方法。最近,已将不同的样品制备方法和新的仪器用于MSI,并且不同的分子变得可见。另一方面,尽管已经提出了几种量化方法(Q -MSI),但仍有开发简化过程的空间。在这里,我们尝试使用从样品冷冻片段的组织碎片制备的校准曲线来开发可再现可靠的定量方法,当我们修剪冷冻块时。我们讨论了这种方法在不同样本批次的可重复性以及生物矩阵(离子抑制)对我们的结果的影响。根据准确性和相对标准偏差评估了定量性能,并通过酶联免疫吸收测定(ELISA)进一步评估了通过基质辅助激光解吸/电离MSI获得的定量值的可靠性。我们的Q -MSI方法用于定量小鼠脑组织中多巴胺的方法是高度线性,准确且精确的。发现,通过MSI获得的定量值与ELISA从同一组织提取物获得的结果高度可比(> 85%相似性)。
下一步是制定一个计划来弥补这一差距,并现实地判断需要多长时间。这不会一蹴而就,也不会在一年甚至两年内实现,而是需要三年甚至五年的时间。很明显,实现愿景所需的一些行动可以在第一年和第二年完成。高层次的行动将是作为战略目标的里程碑;最具体或最成熟的行动将是第一年和第二年。
附着在蛋白质,脂质或形成长而复杂的链上,糖是在自然界中最通用的翻译后修饰,并围绕所有人类细胞。独特的聚糖结构由免疫系统监测,并将自我与非自身和健康与恶性细胞区分开。异常的糖基化,称为肿瘤相关的碳水化合物抗原(TACAS),是癌症的标志,与癌症生物学的各个方面相关。因此,塔卡斯(Tacas)代表了用于癌症诊断和治疗的单克隆抗体的有吸引力靶标。然而,由于较厚且密集的糖脂以及肿瘤微环境,常规抗体通常遭受限制的访问和体内有效性。为了克服这个问题,许多小型抗体片段已经出现,比全长的效率表现出相似的亲和力,其效率更高。在这里,我们回顾了针对肿瘤细胞上特定聚糖的小抗体片段,并强调了它们比常规抗体的优势。
多年来,通过 CRISPR 技术,斑马鱼、果蝇和秀丽隐杆线虫的定向诱变技术得到了显著改进。通过在体内诱导小的靶向突变,CRISPR 使研究人员能够有效地检查细胞通路。虽然这些突变通常是随机插入或缺失 (indel),但如果 CRISPR 组件设计得当,它们通常会导致靶基因的功能性破坏。但是,当前用于识别 CRISPR 生成的插入/缺失的协议通常需要大量劳动力、耗时或成本高昂。在这里,我们描述了一种直接、高通量的方法,用于通过使用片段分析仪平台来识别突变的存在,该平台允许通过高分辨率毛细管凝胶电泳进行 DNA 片段大小测定。按照该协议,可以快速可靠地识别小的插入/缺失(少至 2 个碱基对),从而可以对新生成的或稳定的突变系进行大规模基因分型。