摘要 全基因组功能性遗传筛选已成功发现基因型-表型关系并设计新表型。虽然广泛应用于哺乳动物细胞系和大肠杆菌,但在非常规微生物中的使用受到限制,部分原因是无法准确设计此类物种的高活性 CRISPR 向导。在这里,我们开发了一种针对所选生物体(在本例中为产油酵母解脂耶氏酵母)的 sgRNA 设计实验计算方法。在不存在非同源末端连接(主要的 DNA 修复机制)的情况下进行负选择筛选,用于生成 SpCas9 和 LbCas12a 的单个向导 RNA (sgRNA) 活性谱。这种全基因组数据作为深度学习算法 DeepGuide 的输入,该算法能够准确预测向导活性。 DeepGuide 使用无监督学习来获取基因组的压缩表示,然后通过监督学习来映射具有指导活性的 sgRNA 序列、基因组背景和表观遗传特征。全基因组和选定基因子集的实验验证证实了 DeepGuide 能够准确预测高活性 sgRNA。DeepGuide 提供了一种生物体特异性的 CRISPR 指导活性预测因子,可广泛应用于真菌物种、原核生物和其他非常规生物。
尽管与高等真核生物存在差异,但解脂耶氏酵母由于其基因组较小,为研究复制提供了一个简化的模型,使其成为识别起源指定所涉及的关键步骤和成分的理想系统。在这项研究中,我使用高通量测序、基因操作和生化方法表征了解脂耶氏酵母所有六条染色体上的复制起源。结果揭示了一种新的序列基序 YATR......C.AWTT......Y.YAA,其中包括对 ORC 和 CDC6 结合至关重要的大沟和小沟接触。功能分析证实,破坏这些接触会消除起源活动,强调了该基序在复制起始中的关键作用。结构特征(例如 DNA 弯曲)也被发现对起源功能至关重要,突出了序列背景和结构可塑性在复制起始中的重要性。这些发现弥补了复制生物学中的关键知识空白,使解脂耶氏酵母成为理解真核 DNA 复制的宝贵模型。
摘要 目的 构建和验证一组含有六种不同标记的解脂耶氏酵母 CRISPR/Cas9 载体,可编辑几乎任何遗传背景,包括野生型菌株的遗传背景。 结果 使用 Golden Gate 方法,我们组装了一组六个 CRISPR/Cas9 载体,每个载体含有不同的选择标记,用于编辑工业酵母解脂耶氏酵母的基因组。此载体组可通过 Addgene 获得。使用 Golden Gate 组装,可以轻松快速地将任何向导 RNA (gRNA) 序列引入这些载体中的任何一个。使用这六个载体中的五种,我们成功地编辑了各种遗传背景(包括野生型菌株)中的六种不同基因。使用这些载体大大改善了特定位点的同源重组和盒式整合。结论我们已经创建了一套多功能、模块化的 CRISPR/Cas9 载体,可以快速编辑任何解脂耶氏酵母菌株;该工具将
arrowia lipolytica 属于子囊菌门、酿酒菌亚门和双足菌科 (1)。除了工业用途 (2) 之外,Y. lipolytica 还广泛存在于食品、环境和动物中 (1)。由于其能够在 32°C 以上不稳定地生长,因此通常认为该菌种可安全用于工业用途 (1)。Yarrowia lipolytica 是一种机会性病原体,可引起侵袭性念珠菌病 (3)。在体外,该菌种被认为对氟康唑敏感 (4)。第一个 Y. lipolytica 基因组 (CLIB122) 于 2004 年发布 (5)。我们报告了对氟康唑有抗性的 Y. lipolytica 临床分离株的基因组草图,该分离株是从溃疡性结肠炎手术后的血培养中采集的。有趣的是,尽管之前曾接触过唑类药物,但使用梯度浓度试纸法(Etest;bioMérieux),该菌株的氟康唑 MIC 为 0.256 mg/mL。患者成功地用卡泊芬净治疗。该菌株在 35°C 的显色琼脂平板(CAN2;bioMérieux)上生长,并使用 Vitek 基质辅助激光解吸电离 - 飞行时间质谱 (MALDI-TOF MS) 仪器(bioMérieux)进行鉴定。在溶菌酶细胞壁消化后,使用 QIAmp DNA minikit(Qiagen)提取基因组 DNA。使用 Illumina DNA 制备标记试剂盒(Illumina)构建文库。简而言之,使用珠状转座子技术和集成 DNA 技术 (IDT) 的 Illumina DNA/RNA 独特双重 (UD) 索引集将 30 ng 总 DNA 片段化并进行索引。使用 Qubit 高灵敏度试剂盒 (Thermo Fisher Scienti ) 对文库进行扩增、纯化和定量。最后,将 9 pM 汇集和变性文库放入 2 250-bp v2 试剂盒 (Illumina) 中,并使用 MiSeq 仪器 (Illumina) 进行测序。使用 CLC Genomics Workbench v22.0 (Qiagen) 中的 Trim Reads v2.5 和 De Novo Assembly v1.5 工具对原始读取进行修剪、组装成重叠群并进行搭建。使用覆盖率与长度图丢弃覆盖率为 , 10 且长度为 , 500 bp 的重叠群 (6)。使用 QUAST v5.0.2 对最终的 scaffold 集进行质量分析 (7)。总基因组大小为 20,255,408 bp,分布在 521 个 scaffold 上(覆盖率为 100 ),N 50 值为 105 kbp(最长 scaffold,397 kbp),GC 含量为 49.03%。AUGUSTUS v3.4.0 (8) 使用白色念珠菌训练数据集预测了 6,151 个蛋白质编码基因,使用 tRNAscan-SE 2.0 检测到了 484 个 tRNA 基因 (9)。使用 BUSCO v5.3.2 和 saccharomycetes_odb10 谱系数据集 (10) 估计基因组完整性为 95.3%。平均核苷酸同一性 (ANI) 计算
摘要:γ-癸内酯作为重要的香料原料,在食品工业中有着广泛的应用。6个过氧化物酶体酰基辅酶A氧化酶(POX)是解脂耶氏酵母中γ-癸内酯代谢的限速酶,但该家族各成员的功能均存在诸多未解决的问题,限制了γ-癸内酯的菌株优化和工业产能效率。本研究在对POX1~POX6的ORF及Flanking序列保守性分析的基础上,基于Cre/LoxP系统设计特异性较高的基因敲除验证引物,基于CRISPR/Cas9系统筛选出2个特异性较高的靶位,实现解脂耶氏酵母POX3基因的特异性敲除,旨在探究POX3的功能,进而细化γ-癸内酯的生产工艺。该研究结果为γ-癸内酯的微生物生产能力提供了新的基因工程设计思路,深入揭示POX基因家族的功能,有助于优化γ-癸内酯的生产效率,为工业化应用奠定理论基础。
本研究调查了环氧树脂及其与Ni粘接接头吸水后的劣化行为。通过浸没试验评价吸水特性,通过湿热试验(THT)后的拉伸试验评价Ni/树脂界面的劣化行为。研究结果表明,环氧树脂的吸水行为遵循菲克第二定律,吸水后树脂的拉伸强度降低。Ni/树脂界面的拉伸强度因THT而有降低的趋势,主要断裂方式为界面断裂。此外,为了评价Ni/树脂界面的劣化寿命,对拉伸试验后的断裂面进行了傅里叶变换红外光谱分析,以确定吸水度(Dw)。根据以Dw的特定值定义的劣化寿命,从阿伦尼乌斯图计算出表观活化能。由于Ni/树脂界面的恶化而引起的表观活化能为11.5kJ/mol。
秀丽隐杆线虫转录因子 NHR-49 因其在调节代谢过程、应激反应、先天免疫和衰老方面的作用而受到广泛研究。一种以前称为 bah-3 的基因的分子鉴定表明,bah-3 ( dc9 ) 是 nhr-49 的赭色无义等位基因,该基因影响蠕虫对耶尔森氏菌细菌生物膜有害表面附着的敏感性。nhr-49 的其他严重突变也有 Bah 表型,但影响该基因 5' 同工型的缺失并不影响生物膜附着,3' 获得功能错义突变也不影响。其他 bah 基因(bah-1、bah-2、bah-4)编码 GT92 糖基化因子,预计会影响表面涂层。 NHR-49 可能充当一个或多个表面糖基化基因的正转录因子,与其在调节代谢过程中的其他作用相反。
摘要 摘要 由于人口增长和饮食偏好变化,全球对蛋白质来源的需求不断上升,饲料和食品中传统蛋白质的短缺对粮食安全构成了重大挑战。单细胞蛋白 (SCP) 来源于酵母和细菌等微生物,是传统蛋白质来源的一种有前途的替代品。其中,甲烷氧化菌如甲基球菌属和甲基囊泡菌属可以从甲烷中提供蛋白质作为其唯一的碳和能量来源。像解脂耶氏酵母这样的产油酵母在动物营养方面越来越受到关注,尤其是鸡和水产养殖,因为它们不仅含有蛋白质,还含有脂质。解脂耶氏酵母按细胞重量计算约含有 20% 的脂质,可以有效补充动物饲料中的蛋白质,提高饲料效率和平均日增重 (ADG)。加入 3% 的这种酵母代替豆粕可以提高生长性能,而更高的添加率可能会导致动物(如猪)腹泻等不良影响,因为脂质含量增加,营养消化率降低。解脂耶氏酵母的厚细胞壁会限制营养吸收,这表明可能需要裂解酵母细胞壁以优化营养释放。此外,另一种产油酵母——斯塔克油脂酵母已被证明具有替代鱼类饲料中植物油的潜力,可保持生长和肉质,而不会产生负面影响。研究表明,SCP 可构成牲畜氮摄入量的很大一部分,支持生产性能而不会引起不利的产热。这些发现强调了 SCP 和产油酵母在解决蛋白质短缺问题的同时促进动物营养可持续实践的潜力。然而,进一步的研究对于优化它们在各种饮食配方中的利用至关重要。
Access Microbiology 是一个开放的研究平台。预印本、同行评审报告和编辑决定可在本文的在线版本中找到。收到日期:2023 年 10 月 11 日;接受日期:2024 年 6 月 26 日;发布日期:2024 年 7 月 17 日作者隶属关系:1 美国陆军作战能力发展司令部化学生物中心,8908 Guard St. E3831,Gunpowder,MD 21010,美国;2 Excet Inc. 6225 Brandon Ave #360,Springfield,VA 22150,美国。*通信:Nathan D. McDonald,Nathan.d.mcdonald5.civ@army.mil 关键词:CRISPR-Cas9;基因组工程;脂质 A;脂多糖。缩写:KDO,3-脱氧-d-甘露-辛-2-乌洛索;LOS,脂寡糖;LPS,脂多糖;PAM,原间隔区相邻基序。本文的在线版本提供了两个补充图。000723.v3