Every minute, the world's population grows, and in order to feed them, crop output and agricultural productivity must be improved by adding crucial microorganisms that boost plant yields in various ways through nitrogen fixation, the secretion of both plant growth regulators and 1-aminocyclopropane 1-carboxylate deaminase, as well as some antimicrobial agents.最近已使用许多内生细菌来增加植物的产量,除了减少盐胁迫外,还使用了农业产量。许多科学家已经努力澄清和理解细菌促进植物生长和生产的过程。一种称为1-氨基丙烷-1-羧酸盐(ACC)脱氨酶的重要物质是由几种细菌,植物和真菌产生的,可在不同的环境压力下生长的植物中降低乙烯水平。气态激素乙烯(C 2 H 4)在植物组织中与前体ACC合成,并且在植物中具有许多生化作用,例如细胞分化和组织发育,除水果成熟和形成绿气蛋白和燃料蛋白和挥发性化合物外,除了水果成熟和形成外,除了水果成熟和形成外。因此,这种关键酶在与细菌的正相互作用期间在植物中具有影响力的作用,这些酶因生长素的产生而增加植物生长,并保护植物免受不同的环境压力,例如干旱,高盐,枯萎,高水平的重金属,具有农药的污染物和微生物病原体感染。不同的细菌属是高度ACC脱氨酶产生剂,这些细菌支持植物的生长和农业过程。总而言之,细菌可以替代各种环境良性方法中的化学物质,以提高土壤生育能力和植物生产力。然而,在暗示它们在现场的广泛使用之前,需要进行大量研究以确定这些细菌的功效。
摘要:RNA 编辑旨在通过改变转录水平的基因表达来治疗遗传疾病。将定点 RNA 靶向机制与工程脱氨酶配对,可以可编程地校正 RNA 中的 G > A 和 T > C 突变。这为一系列遗传疾病提供了一种有前途的治疗方法。对于由大基因点突变引起的遗传性视网膜变性(不适合单腺相关病毒 (AAV) 基因治疗,例如 USH2A 和 ABCA4),校正 RNA 提供了一种基因替换的替代方法。由于对 RNA 进行的编辑具有短暂性和潜在可逆性,因此 RNA 而不是 DNA 的基因组编辑可能提供更好的安全性。本综述考虑了当前的定点 RNA 编辑系统,以及将其转化为临床治疗遗传性视网膜变性的潜力。
可遇到另外的细胞减少症(中性粒细胞减少症比血小板减少症的频率更高),婴儿的短暂性血小板病。2除了患有GATA1突变的病例。3强烈暗示DBA综合征;但是不够具体,无法进行诊断。仅在专业实验室中进行4个研究测试;在模棱两可或非信息遗传学的情况下有用。 5通常在成年人中呈现。 6这些IBMF通常表现出多型细胞减少症,并且经常出现其他影响多器官系统的疾病特异性异常。 这种区别特征可以帮助将这些条件与DBA综合征区分开,该疾病最初以孤立的红细胞发育不全表现出来。 缩写:BM;骨髓; EADA,红细胞腺苷脱氨酶; HBF,胎儿血红蛋白; SLE,全身性红斑狼疮; prca,纯红细胞性植物; CLL,慢性淋巴细胞性白血病; LGL,大颗粒状淋巴细胞性白血病; CT,计算机断层扫描; MRI,磁共振成像; IBMF,继承的骨髓衰竭综合征; FA,Fanconi贫血; SDS,Shwachman钻石综合征; DC,Dyskeratosis Congenita。仅在专业实验室中进行4个研究测试;在模棱两可或非信息遗传学的情况下有用。5通常在成年人中呈现。6这些IBMF通常表现出多型细胞减少症,并且经常出现其他影响多器官系统的疾病特异性异常。这种区别特征可以帮助将这些条件与DBA综合征区分开,该疾病最初以孤立的红细胞发育不全表现出来。缩写:BM;骨髓; EADA,红细胞腺苷脱氨酶; HBF,胎儿血红蛋白; SLE,全身性红斑狼疮; prca,纯红细胞性植物; CLL,慢性淋巴细胞性白血病; LGL,大颗粒状淋巴细胞性白血病; CT,计算机断层扫描; MRI,磁共振成像; IBMF,继承的骨髓衰竭综合征; FA,Fanconi贫血; SDS,Shwachman钻石综合征; DC,Dyskeratosis Congenita。
摘要 转移 RNA (tRNA) 在蛋白质生物合成中起着核心作用。转录后 RNA 修饰影响 tRNA 的功能和稳定性。在这些修饰中,RNA 编辑是生命三个领域中广泛存在的 RNA 修饰。作用于 tRNA 的腺苷脱氨酶 (ADAT) 家族的蛋白质是在 20 多年前发现的。它们在 tRNA 成熟过程中催化腺苷脱氨为肌苷 (A - 到 - I) 或胞苷脱氨为尿苷 (C - 到 - U)。研究最多的例子是原核或真核 tRNA 反密码子中 tRNA 摆动位置的 TadA 或 ADAT2 / 3 介导的 A - 到 - I 转换。本综述提供了有关不同生命领域中 tRNA 的 A 到 I 和 C 到 U 编辑的详细信息,介绍了有关 DNA 编辑的 ADAT 的最新发现,最后评论了 ADAT3 基因突变与智力障碍之间的关联。
随着单细胞转录组的可用性不断提高,RNA 特征为靶向活细胞提供了有希望的基础。分子 RNA 传感器将能够在不同情况下研究和治疗干预特定细胞类型/统计数据,特别是在人类患者和非模型生物中。在这里,我们描述了一种使用作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 (RADAR) 进行活体 RNA 传感的模块化和可编程设计。我们验证并扩展了我们的基本设计,表征了其性能,并彻底分析了其与人类/小鼠转录组的兼容性。我们还确定了进一步提高输出水平和改善动态范围的策略。我们表明 RADAR 是可编程和模块化的,并且独特地支持紧凑的 AND 逻辑。除了定量之外,RADAR 还可以区分与疾病相关的点突变。最后,我们证明 RADAR 是一个独立的系统,具有在各种生物体中发挥作用的潜力。
碱基编辑器是一类有前途的下一代基因组编辑技术,既可以精确纠正致病的遗传变异,又可以同时安全地敲除多个基因靶标。Pin-point 碱基编辑平台是一个模块化组装的 DNA 结合 Cas 和 DNA 修饰脱氨酶组件,它们通过序列靶向向导 RNA (gRNA) 中编码的适体连接。碱基编辑器应用中的一个主要挑战是准确地通过计算机预测给定 Cas 和脱氨酶组合在目标序列上的编辑效率和特异性。Pin-point 碱基编辑系统的模块化允许创建大量配置,这些配置的 PAM 特异性、序列编辑偏好和编辑效率可能有所不同。为了促进和加速基于 Pin-point 平台的应用程序开发,我们创建了一个自定义工具来设计 gRNA 以靶向感兴趣的基因并安装碱基转换,包括那些会引入过早的终止密码子或破坏剪接位点以敲除目标基因的转换。此外,我们进行了大规模并行细胞筛选,以分析两种不同的 Pin-point 碱基编辑器配置的编辑活动,其中 gRNA 靶向数千个目标序列。我们使用从筛选中获得的数据构建了每种配置观察到的编辑结果的模型。我们应用这些模型对设计用于产生多个临床相关基因靶标(包括 CIITA 和 PCSK9)功能性敲除的 gRNA 进行排序。在分析了计算机预测与 gRNA 的细胞性能之间的相关性后,我们确认模型预测与 Pin-point 碱基编辑平台观察到的编辑效率准确相关。自定义 gRNA 设计工具和预测模型的结合导致识别出一种新型、高效的 gRNA,它能够通过破坏剪接位点来敲除 PCSK9,并且我们确认了文献中先前报道的其他 gRNA 设计的预测性能。我们的 gRNA 设计规则是使用我们广泛的基于细胞的性能数据集得出的,从而创建了可靠的自定义工具来优先考虑 gRNA 并选择具有最高编辑效率的 gRNA。
基础编辑者是一类有希望的下一代基因组编辑技术,具有精确纠正引起疾病的遗传变异的潜力,并同时安全地敲除多个基因靶标。在一种配置中,PIN点碱基编辑平台是DNA结合Cas的模块化组件和DNA修饰的脱氨酶成分,通过在序列靶向指导指南RNA(GRNA)中编码的适体相关的Deaminase组件。通常,基本编辑器在应用中的应用中,可以准确地预测CAS和脱氨酶组合的目标序列的编辑效率和特异性。PIN点底座编辑系统的模块化允许创建大量配置,它们的PAM特异性,序列编辑偏好和编辑效率可能会有所不同。为了促进和加速基于PIN点平台的应用程序的开发,我们创建了一种定制工具来设计GRNA,以针对感兴趣的基因并安装基本转换,包括那些将引入早产停止密码子或破坏剪接站点以敲除目标基因的基础转换。此外,我们进行了一个大规模的平行细胞屏幕,以分析两个不同的针对点基本编辑器配置的编辑活性,其GRNA针对数千个目标序列。我们使用从屏幕获得的数据来构造每种配置的观察到的编辑结果模型。我们将这些模型应用于旨在产生多个临床上相关基因靶标的功能敲除(包括CIITA和PCSK9)的功能敲除。分析了IN硅预测与GRNA基于细胞的性能的相关性后,我们确认该模型预测与Pin-Point Base编辑平台观察到的编辑效率相关。自定义GRNA设计工具和预测模型的组合导致了一种新型,高效的GRNA来识别能够通过破坏剪接站点来敲除PCSK9的识别,我们证实了文献中先前报道的其他GRNA设计的预测性能。使用我们基于细胞的广泛性能数据集告知我们的GRNA设计规则,创建可靠的自定义工具来优先考虑GRNA并选择具有高编辑效率的人。
DNA 编辑酶对 DNA 核碱基进行化学反应。这些反应可以改变修饰碱基的遗传特性或导致基因表达调节。近年来,由于 CRISPR-Cas 系统的出现,人们对 DNA 编辑酶的兴趣日益浓厚,该系统可用于将其 DNA 编辑活动引导至特定的目标基因组位点。在这篇综述中,我们展示了已被重新利用或重新设计并开发为可编程碱基编辑器的 DNA 编辑酶。这包括胞苷和腺苷脱氨酶、糖基化酶、甲基转移酶和脱甲基酶。我们强调了这些酶被重新设计、进化和改进的惊人程度,并将这些集体工程努力作为未来重新利用和设计其他酶家族的典范。总的来说,从这些 DNA 编辑酶衍生的碱基编辑器通过对核碱基的靶向化学修饰促进可编程点突变的引入和基因表达调节。
人类基因组学面临的一个主要挑战是破译序列与功能之间的特定关系。然而,现有的用于在原生基因组背景下进行位点特异性超突变和进化的工具有限。在这里,我们提出了一种用于长距离、位点特异性超突变的新型可编程平台,称为解旋酶辅助连续编辑 (HACE)。HACE 利用 CRISPR-Cas9 来靶向进行性解旋酶-脱氨酶融合,该融合会在较大的 (>1000 bp) 基因组间隔内引起突变。我们应用 HACE 来识别 MEK1 中导致激酶抑制剂抗性的突变,剖析 SF3B1 依赖性错误剪接中各个变体的影响,并评估 CD69 刺激依赖性免疫增强剂中的非编码变体。HACE 提供了一种强大的工具,可用于研究编码和非编码变体、揭示组合序列与功能的关系以及发展新的生物功能。
胞嘧啶碱基编辑能够在不造成 DNA 双链断裂的情况下安装特定点突变,这对基因治疗等各种应用都有好处,但需要进一步降低脱靶风险并开发有效的递送方法。在这里,我们展示了基于结构的胞嘧啶碱基编辑系统 Target-AID 的合理工程设计,以最大限度地减少其脱靶效应和分子大小。通过密集而仔细的截断,其脱氨酶 PmCDA1 的 DNA 结合域被消除,并引入额外的突变以恢复酶功能。所得的 tCDA1EQ 在与 Cas9 的 N 端融合(AID-2S)或镶嵌结构(AID-3S)中有效,显示出最小化的 RNA 介导的编辑和 gRNA 依赖性/非依赖性的 DNA 脱靶,如在人类细胞中评估的那样。与较小的Cas9直系同源系统(SaCas9)结合,创建在AAV载体大小限制内的胞嘧啶碱基编辑系统。