基因的抽象条件表达和表型的观察仍然是生物学发现的核心。当前方法可启用开/关或不确定的分级基因表达。,我们开发了一个“脾气好”的控制器WTC 846,用于精确可调,分级,生长条件在酿酒酵母中基因的独立表达。受控的基因是由核酸脑抑制的强烈半合成启动子表达的,这也抑制了其自身的合成。基础表达被第二秒消除,“零”阻遏物。自动层环降低细胞对细胞的变化,同时通过化学诱导剂对蛋白质表达进行精确调整。WTC 846 allelic strains in which the controller replaced the native promoters recapitulated known null phenotypes ( CDC42, TPI1 ), exhibited novel overexpression phenotypes ( IPL1 ), showed protein dosage-dependent growth rates and morphological phenotypes ( CDC28, TOR2, PMA1 and the hitherto uncharacterized PBR1 ), and enabled cell cycle同步(CDC20)。WTC 846定义了一个“表达夹”,可以通过实验者在细胞蛋白丰度范围内调整蛋白质剂量,而设定点周围的变化有限。
在我们探索地球以外的探索时,宇航员可能会面临因电离辐射引起的有害DNA损害的风险。双链断裂是一种可以通过两种主要的细胞途径来修复的DNA损伤:非同源末端连接,在此期间可以在断裂部位添加插入或插入,并同源重组,其中DNA序列通常保持不变。先前的工作表明,空间条件可能会影响DNA修复途径的选择,从而有可能使太空旅行期间辐射增加的风险增加。但是,我们对这个问题的理解受到技术和安全问题的限制,这些问题阻止了对太空中DNA修复过程的整体研究。CRISPR/CAS9基因编辑系统为真核生物中的双链破裂提供了一个模型。在这里,我们描述了一种基于CRISPR的基于CRISPR的测定法,用于完全在空间中选择双链破裂修复途径的评估。在此过程中必要的步骤中,我们描述了空间中第一个成功的遗传转化和CRISPR/CAS9基因组编辑。这些里程碑代表了国际空间站的分子生物学工具包的显着扩展。
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通过对各种微核生素的分析,我们先前曾认为,真核基因组是动态系统,依靠表观遗传机制来区分种系(即,DNA要遗传)与SOMA(即DNA)(即DNA)(即经过多倍倍倍化重排等,基因组重排等)),即使在单个核的背景下也是如此。在这里,我们通过包括两个有据可查的观测值来扩展这些论点:(1)真核基因组经常与移动遗传元件(MGE)(如病毒和可替代元素(TES)(TES)(TES),造成遗传冲突,以及(2)表观遗传机制调节MGES。综合这些思想导致了以下假设:在最后一个真核生物共同祖先(LECA)中,遗传冲突有助于动态真核生物基因组的演变,并且可能导致真核生态发生(即,可能是Feca的驱动力,是Feca的驱动力,是第一个真核生物共同的祖先)。性别(即减数分裂)可能是在LECA种系 - 疾病区分的背景下进化的,因为该过程通过调节/消除体细胞(即多倍体,重新排列)遗传物质来重现种系基因组。我们对这些思想的综合,通过整合MGES和表观遗传学的作用来扩展真核生物起源的假设。
摘要 原核生物通过横向基因转移 (LGT) 从环境中获取基因。环境 DNA 的重组可以防止有害突变的积累,但第一批真核生物放弃了 LGT,转而选择有性生殖。我们在此开发了一个单倍体群体经历 LGT 的理论模型,其中包括两个新参数,即基因组大小和重组长度,这两个参数被以前的理论模型忽略了。真核生物的复杂性与更大的基因组有关,我们证明 LGT 的好处会随着基因组大小的增加而迅速下降。只有通过增加重组长度(与基因组大小相同的数量级)才能抵抗较大基因组的退化——就像在减数分裂中发生的那样。我们的研究结果可以解释在早期真核生物进化过程中对有性细胞融合和相互重组进化的强大选择压力——减数分裂性别的起源。
真核细胞核的进化起源机制仍不清楚。在几种合理的假设中,最具争议的是大型 DNA 病毒(如痘病毒)导致了真核细胞核的出现。最近的几项发现,包括在原核病毒和具有类似核的内膜的原核生物中发现类似核的结构,表明基因组 DNA 不仅在真核生物中存在区室化,在原核生物中也存在区室化。人们认为,巨型病毒的复杂病毒机制类似于真核细胞核:DNA 在病毒工厂和细胞核内复制,细胞核至少部分被膜包围,没有核糖体。此外,最近发现的棘阿米巴卡氏水母病毒的几个特征表明,祖先病毒工厂和真核细胞核之间存在进化关系。值得注意的是,Ran、DNA聚合酶和组蛋白显示了病毒和宿主之间核基因横向转移的分子化石。这些结果表明病毒在真核细胞核出现过程中具有创新性。根据这些结果,提出了一种从病毒参与的角度解释真核细胞核起源的新方案。这种新方案可能会对真核生物起源的研究产生重大影响,并激发有关病毒对真核细胞核进化贡献的进一步讨论。
摘要。标准的微电极技术用于评估急性缺氧对新生儿和成人腹膜心肌的细胞电活活性的影响。控制作用的成人和新生组织的潜在参数没有显着差异。三十分钟的急性低氧超灌注显着(p <0.05)降低了所有成人动作潜力指数。在新生儿制剂中,仅在50%复极(-17%)时仅动作电位持续时间,而在90%复极(-12%)下的动作势持续时间显着降低。缺氧60分钟后,动作电位幅度,最大舒张压和0阶段的新生儿上风速度仍未显着降低。尽管缺氧,但通过1小时的低氧超灌注(5.5 mM葡萄糖)诱导的新生儿作用电位参数的改变,尽管持续缺氧,但均被16.5 mM葡萄糖逆转。排除在低氧超舒适酸盐中的葡萄糖并不严重影响新生组织对缺氧的反应。在成人作用电位中,与正常(5.5 mm)葡萄糖的低氧溶液相比,每个动作电位参数的降低程度明显更大。在使用0 mM葡萄糖的新生儿制剂中缺氧超级灌注后,具有16.5 mm葡萄糖的氧合作用,导致动作电位参数超过了控制值4至25%。我们的数据表明,心肌对缺氧对细胞电活活性的有害影响具有更大的抵抗力。与成人心脏相比,这似乎与新生儿心肌的糖酵解活性更大有关。(Pediatr Res 19:1263-1267,1985)
50年前,芭芭拉·麦克林托克(Barbara McClintock)在玉米中发现了可转座的元素时,它们被视为好奇心 - 现在,它们可能是所有真核基因组中最丰富的成分。因此,它们构成了基因组测序项目的绝大部分产出。许多新信息的利用能力促进了他们的分析和与宿主互动的研究。除了发现可转移元件外,麦克林托克还发现了三种元素可以改变遗传信息的方式:通过通过元素介导的角色重排来重组基因组;通过插入基因及其周围,并在此过程中产生新等位基因;并通过将其表观遗传标记施加在侧面的香肠DNA上。在本书的背景下,关于转座元素隐含的是,它们在基因组中的存在和非凡的丰度促进了无数改变基因组的事件。通过介绍最新的案例研究来说明三种作用模式中的每一个,本章使读者了解可转座元素活性对宿主基因表达和基因组进化的分子后果。