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基于质粒的CRISPR敲入秀丽隐杆线虫
图1。基于质粒的CRISPR敲入的高度提高的克隆效率：（a）泳道1：NEB®DNA梯子标准（N3200S）；泳道2：标准NEB®Q5PCR方案30个周期的Q5 PCR方案基于光涂抹和〜300bp的额外不需要的PCR产物导致过多的DNA，可重复出现30个周期。车道3-8：优化PDD162扩增的PCR循环编号。基于此数据，我们选择了15个周期作为PDD162所有后续扩增的最佳数字。（b）过多的PCR产物和DPNI消化不足会导致约35％的KLD连接克隆是错误的CAS9/SGRNA质粒。相反，优化PCR和KLD连接反应会导致90％的克隆具有正确的GRNA插入。（c）载体主链和用于
自然遗传变异作为秀丽隐杆线虫的发现工具
过去 20 年中，对秀丽隐杆线虫自然多样性的研究已经证明了数量遗传方法在揭示形成性状的进化、生态和遗传因素方面的强大功能。这些研究补充了适合实验室使用的 N2 菌株，并使仅使用一种遗传背景无法实现的额外发现成为可能。在本章中，我们将描述如何对秀丽隐杆线虫进行数量遗传学研究，重点是秀丽隐杆线虫。这些方法利用遗传多样化个体种群中基因型和表型之间的相关性来发现表型变异的遗传原因。我们介绍了使用连锁、近等基因系、关联和批量分离作图的方法，并描述了每种方法的优缺点。秀丽隐杆线虫数量遗传图谱的强大功能最能体现在将表型差异与特定基因和变异联系起来的能力上。我们将介绍将基因组区域缩小到候选基因的方法，然后通过测试确定与数量性状有关的基因或变异。秀丽隐杆线虫成为卓越实验模型动物的相同特征也使其作为理解自然表型变异的工具具有非凡的价值。
Pristionchus pacificus 减数分裂分析揭示了线虫谱系中同源配对和联会的可塑性
摘要 减数分裂在真核生物中是保守的，但其执行细节各不相同。本文我们描述了一种用于减数分裂分子分析的新型比较模型系统，即线虫 Pristionchus pacificus，它是广泛研究的模型生物秀丽隐杆线虫的远亲。P. pacificus 具有许多解剖学和其他特征，这些特征有助于分析秀丽隐杆线虫的减数分裂。然而，秀丽隐杆线虫失去了减数分裂特异性重组酶 Dmc1 并进化出一种重组独立的机制来使其染色体联会，而 P. pacificus 同时表达 DMC-1 和 RAD-51。我们发现 SPO-11 和 DMC-1 是稳定同源配对、联会和交叉形成所必需的，而 RAD-51 对这些关键的减数分裂过程而言是可有可无的。 RAD-51 和 DMC-1 在减数分裂前期按顺序定位到染色体上，并显示不重叠的功能。我们还展示了 P. pacificus 的新遗传图谱，该图谱揭示了与 C. elegans 非常相似的交叉景观，尽管这些谱系之间在联会和交叉的调节方面存在明显差异。
使用半合成训练实现快速深度神经对应，用于追踪和识别秀丽隐杆线虫中的神经元
摘要 我们提出了一种基于 Transformer 网络架构的自动化方法来追踪和识别秀丽隐杆线虫中的神经元，称为“快速深度神经对应”或 fDNC。该模型在经验得出的半合成数据上训练一次，然后预测保留的真实动物之间的神经对应关系。相同的预训练模型既可以跨时间追踪神经元，也可以识别不同个体之间的对应神经元。性能是针对手工注释的数据集进行评估的，包括 NeuroPAL（Yemini 等人，2021 年）。仅使用位置信息，该方法在追踪个体内神经元方面的准确率达到 79.1%，在识别个体间神经元方面的准确率达到 64.1%。当将该模型应用于另一个研究组发布的数据集时（Chaudhary 等人，2021 年），识别个体间神经元的准确率甚至更高（78.2%）。当使用 NeuroPAL 中的颜色信息时，我们的数据集上的准确率达到 74.7%。与之前的方法不同，fDNC 不需要将动物拉直或变换到标准坐标系中。该方法速度很快，可在 10 毫秒内预测对应关系，适合未来的实时应用。
曲面上的主动线虫动力学
人们对活性物质的集体行为产生浓厚兴趣的驱动力是理解天然材料物理的目的。一类研究较为深入的活性物质，包括上皮细胞、细长细菌和活细胞内的丝状颗粒，可以通过棒状颗粒的相互作用来描述。这将这些系统与向列液晶联系起来，这些颗粒之间具有长程取向顺序。调整这些理论并通过活性成分对其进行扩展，产生了“活性向列相”的概念，详情见[7]。活性作用使系统失去平衡，导致拓扑缺陷的自发产生/湮灭、长程向列相序的破坏和活性湍流的形成。如果将此类系统限制在曲面上，拓扑约束将强烈影响新出现的时空模式。利用这些拓扑结构，可以实现对向列相液晶的精确控制。
从 QTL 到基因：秀丽隐杆线虫促进了自然变异遗传机制的发现
逐个基因探索性状变异机制 在过去二十年中，由于全基因组测序和数量遗传学中混合效应模型方法的进步，发现性状变异背后的基因和机制的速度加快了。研究已经确定了影响牲畜、农作物、模型物种和人类中测量的各种性状的基因座的数量和效应，但在任何物种中，只有少数基因和分子机制得到验证。存在这种限制是因为尽管有大量候选基因的有力证据，但很难（或不可能）通过实验验证基因在许多物种的数量性状中的作用。这些数据有助于阐明性状随时间变化的模型以及这些变化背后的进化原理。因此，对进化感兴趣的研究人员需要确定导致不同种群表型差异的基因和机制。然而，大多数物种都具有高度的遗传多样性，这使得许多小效应基因座的定位和特定基因的验证变得困难甚至不可能 [ 1 ]。此外，文献中充斥着大量已识别的数量性状基因座 (QTL)（见词汇表）的例子，但特定基因和等位基因尚未通过精确的基因组操作进行验证，最多只能推断性状变异猜测的分子机制。一些物种可以缓解这些限制，并发现基因和机制，为了解不同种群性状变异的原因做出重大进展。
热休克蛋白的隐性遗传变异改变了影响秀丽隐杆线虫表皮干细胞发育的突变结果
医学遗传学的一个基本问题是遗传背景如何改变突变的表型结果。我们通过关注线虫表皮中表现出干细胞特性的接缝细胞来解决这个问题。我们证明，与接缝细胞命运维持有关的 GATA 转录因子 egl-18 的假定无效突变在夏威夷的 CB4856 分离株中比在布里斯托尔的实验室参考菌株 N2 中更耐受。我们确定了两个分离株之间表型表现力差异的多个数量性状基因座 (QTL)。这些 QTL 揭示了通过增强 Wnt 信号传导来强化接缝细胞命运的隐秘遗传变异。在一个 QTL 区域内，CB4856 中的热休克蛋白 HSP-110 中的单个氨基酸缺失足以改变 Wnt 信号传导和接缝细胞发育，强调保守的热休克蛋白的自然变异可以塑造表型表现力。
单一秀丽隐杆线虫Ryanodine受体基因UNC-68控制特定功能的组织特异性同工型
ryanodine受体（RYR）是细胞钙稳态和signaling的必要调节剂。脊椎动物基因组包含多个RYR基因同工型，在不同的tisse中表达并执行不同的功能。相反，无脊椎动物基因组包含一个单一的RYR编码基因，长期以来一直提出，替代剪接产生的不同转录本可能会使它们的功能多样化。在这里，我们分析了c中替代外显子的表达和功能。秀丽隐杆线虫Ryr Gene UNC-68。我们表明，特定的同工型亚集是通过替代启动子和UNC-68 Diver-Gent区域2（DR2）中的替代剪接创建的，该区域实际上对应于跨脊椎动物同型跨脊椎动物高序列变异性的区域。特定的UNC-68替代外显子的表达富含不同的组织，例如体壁肌肉，神经元和咽肌。为了推断特定替代启动子和UNC-68的替代外显子的功能，我们通过CRISPR/CAS9基因组编辑选择性地删除了它们。我们评估了咽功能，以及在游泳和爬行的运动功能，并通过高含量的计算机辅助姿势和行为分析。我们的数据提供了同工型特异性突变的多效影响的综合图，并强调了组织特异性的UNC-68 ISO形式实现了不同的功能。整体上，我们的工作阐明了c。秀丽隐杆线虫单基因UNC-68可以通过组织特异性同工型完成多个任务，并为进一步发展c提供了坚实的基础。秀丽隐杆线虫作为研究RYR通道功能和故障的模型。
peel-1负选择促进秀丽隐杆线虫中无筛查的CRISPR-CAS9基因组编辑
改进的基因组工程方法可以使大型和精确的编辑自动化对于系统研究基因组功能至关重要。我们将Peel-1负选择适用于秀丽隐杆线虫中CRISPR-CAS9基因组工程的优化双标志物选择（DMS）盒式方案，并观察到多种效率测量的强大提高，这些效率均一致，这些效率是一致的。使用Peel-1-DMS选择杀死了具有转基因的动物，这些动物具有转基因，并保留了基因组编辑的整合体，通常会规避视觉筛查以识别基因组编辑的动物。为了证明该方法的适用性，我们会在推定的蛋白酶体亚基PBS-1和未表征的基因K04F10中删除等位基因。3并使用机器视觉自动表征其表型促进，从而揭示了纯合基本和杂合行为表型。这些结果为快速产生和表型基因组编辑的动物提供了强大而可扩展的方法，而无需通过眼睛进行筛查或评分。