Rokas Grigaitis,博士EMBO博士后研究员,Vu LSC-Embl合伙伙伴研究所的高级研究员,在体外生物化学中高通量:从噬菌体生物学到基因组编辑摘要,通过允许对大型实验数据集的习惯和/或处理高级数据集的处理,使一定的领域成为了一定的领域。但是,由于机械生化研究在很大程度上取决于经典的重组蛋白表达和纯化技术,因此它们在很大程度上保持了昂贵且耗时。未经细胞表达方法发展的最新进展有可能促进对内部和功能数据的高通量获取,从而大大增强了我们对生化系统的理解。在本次研讨会中,Rokas Grigaitis博士将介绍高通量无细胞的蛋白质表达技术,并提供有关他如何利用/计划利用它们在噬菌体以及潜在新型基因组编辑工具的发现和表征的研究中的见解。Bio-Sketch Rokas Grigaitis是Vu LSC-Embl合作研究所的博士后研究员,他正在开发高通量方法,以研究噬菌体和CRISPR核酸酶中核酸代谢的研究。在他的博士后工作之前,Rokas曾在维尔纽斯大学学习细菌抗流量防御系统,以及Eth Zurich和Vienna大学的真核DNA重组和维修。
转录因子(TFS)对于调节基因表达和细胞命运测定至关重要。表征TF基因在时空和时间上的转录活性是了解复杂生物系统的关键步骤。苔藓植物的营养植物分子分生组织具有一些特征,可以与流动植物的芽根尖分生组织具有。然而,与配子植物组织相关的TF的身份和表达方法在很大程度上尚不清楚。只有约450个假定的TF基因,马尔丁塔蒂亚(马丁坦蒂亚多形)是植物系统生物学的出色模型系统。我们已经产生了来自Marchantia TF基因的启动子元素的近乎完整的集合。我们在集合中为所有TF启动子进行了经验测试的记者融合,并系统地分析了Marchantia Gemmae中的表达模式。这使我们能够在早期营养发展中构建表达域的图,并确定一组在干细胞区域中活跃的TF衍生启动子。细胞标记提供了其他工具,并深入了解了配子分生组织的动态调节及其进化。此外,我们为集合中的所有启动子提供了在线表达模式的在线数据库。我们期望这些启动子元素将有助于细胞类型特异性,合成生物学应用和功能基因组学。
甜菜是一种蔗糖含量高的作物,以产糖而闻名,最近被认为是一种新兴的生物乙醇生产原料。这种作物也被用作牛饲料,主要是在动物青饲料稀缺的时候。用这种作物生产生物乙醇和氢气是清洁能源的重要来源。环境压力(非生物/生物)严重影响这种作物的生产力。在过去的几十年里,人们已经利用新一代测序、基因编辑/沉默和过表达方法研究了甜菜中生物和非生物应激反应的分子机制。这些信息可以通过 CRISPR/Cas 9 技术有效利用,以减轻甜菜种植中非生物和生物应激的影响。这篇综述强调了 CRISPR/Cas 9 技术在甜菜非生物和生物应激管理中的潜在用途。已知参与响应碱性、寒冷和重金属胁迫的甜菜基因可通过 CRISPR/Cas 9 技术进行精确修改,从而增强甜菜对非生物胁迫的适应力,同时最大程度地减少脱靶效应。同样,CRISPR/Cas 9 技术可通过靶向易感性相关基因来帮助产生抗虫甜菜品种,而结合 Cry1Ab 和 Cry1C 基因可提供对鳞翅目昆虫的防御。总体而言,CRISPR/Cas 9 技术可能有助于增强甜菜对恶劣环境的适应性,确保可持续的高产生产。
用于脑部计算机界面(BCIS)的解码器对神经活动的限制进行了约束,被选为反映11种科学信念,同时产生可拖动的计算。我们记录了缠结的低缠结(运动皮层神经轨迹的典型特性12)会产生异常的神经几何形状。我们将一个解码器设计为13个包含适合这些几何形状的统计约束。Mint采用以轨迹为中心的14方法:神经轨迹的库(而不是一组神经维度)提供了一个脚手架15近似于神经歧管的脚手架。每个神经轨迹具有相应的行为轨迹,16允许直接但高度非线性的解码。薄荷始终优于其他可解释的17种方法,并且在42个比较中的37种中优于表达式机器学习方法。与这18种表达方法不同,薄荷的约束是已知的,而不是优化解码器19输出的隐含结果。薄荷跨任务的表现良好,这表明其假设通常与20个神经数据统计数据相匹配。尽管行为与潜在的21个复杂的神经轨迹之间具有高度非线性的关系,但Mint的计算是简单,可扩展的,并且提供了可解释的数量22,例如数据可能性。Mint的性能和简单性表明,它可能是23个临床BCI应用的绝佳候选者。24
兴奋性/抑制(E/I)失衡假设认为兴奋性(谷氨酸能)和抑制性(GABA能)机制之间的不平衡是自闭症行为特征的基础。但是,E/I不平衡是如何出现的,以及在自闭症症状和大脑区域之间如何有所不同。我们使用创新分析方法 - 将竞争性基因 - 基因分析和与皮质厚度(CT)相关的基因表达方法研究,以调查来自Aims-2-2-障碍的参与者的遗传方差,大脑结构和自闭症症状之间的关系年龄6至30岁。使用竞争性基因分析,我们研究了谷氨酸和GABA基因组的综合遗传变异是否与自闭症症状和大脑结构变异的行为度量有关。此外,使用相同的基因组,我们在整个皮层中加在一起,自闭症和神经型控制参与者以及在单独的感觉亚组中的CT差异。谷氨酸基因组与自闭症诊断观察计划2(ADOS-2)和自闭症诊断访谈重新定义(ADI-R)的所有自闭症症状严重程度评分有关。在青少年和成年人中,谷氨酸和GABA基因具有更大基因表达的大脑区域显示自闭症和神经型对照参与者之间的CT差异更大,尽管在相反的方向上。此外,基因表达蛋白纤维与单独的感觉亚组中的CT pro文件相关。我们的结果表明,E/I相关遗传学与自闭症症状方案以及大脑结构改变之间的复杂关系,谷氨酸和GABA可能存在差异作用。
摘要:从理论上讲,可以区分等于或超过16 bp的DNA序列的DNA序列特异性识别蛋白可能是哺乳动物基因组独有的。长期序列的核酸酶,例如天然存在的归巢核酸酶和人工设计的ZFN,TALEN和CAS9-SGRNA。与其他对应物(通过蛋白质部分识别DNA靶位点的其他对应物相比,CAS9使用单个指南RNA(SGRNA)作为DNA靶标识别的模板。由于设计和合成目标位点的SGRNA的简单性,CAS9-SGRNA已成为基因组编辑的最新工具。此外,Cas9-SgrNA的RNA引导的DNA识别活性与HNH结构域和RUVC结构域的非平均链中的核酸酶活性无关,而HNH核酸酶无核酶无效无效无效活性无效(H 840 A)和RUVC核酸酶核酸酶活性无效null null突变(识别10 A)。与SGRNA,CAS9,Cas9(D 10 A),Cas9(H 840 A)和Cas9(D 10 A,H 840 A)一起用于实现双重链断裂,互补的链断管破裂,非满足链破裂,并且分别在TARPEC上进行破裂。基于这种独特的特征,可以在靶位点内或周围引入许多工程酶活性,例如DNA甲基化,组蛋白甲基化,组蛋白乙酰化,胞苷脱氨酸,腺嘌呤脱氨基和启动引导突变。为了防止Cas9衍生物的持久表达靶向,开发了许多瞬态表达方法,包括直接递送Cas9-SgrNA核糖蛋白。生物安全问题在体内应用中是必不可少的;已经设计了包装到病毒样颗粒或细胞外囊泡中的CAS9-SGRNA,已经报道了一些体内治疗试验。
Komagataella phaffii (K. phaffii) (Pichia pastoris),也称为生物技术酵母,是一种在生物技术和制药行业中具有多种应用的酵母菌种。这种甲基营养酵母作为重组蛋白的生产平台引起了人们的极大兴趣。它具有许多优点,包括有效的分泌表达,便于纯化异源蛋白,细胞密度高,生长迅速,翻译后变化,以及整合到基因组中的稳定基因表达。在过去的三十年里,K. phaffii 还被精炼为一个适应性强的细胞工厂,可以在实验室环境和工业规模上生产数百种生物分子。事实上,迄今为止,使用 K. phaffii 表达方法已经生成了 5000 多种重组蛋白,占细胞总蛋白的 30% 或总释放蛋白的 80%。除了已获得许可的 300 多种工业工艺外,K. phaffii 还用于制造 70 多种商业产品。其中包括对工业生物技术有用的酶,包括木聚糖酶、甘露聚糖酶、脂肪酶和植酸酶。其他是生物制药,包括人血清白蛋白、胰岛素、乙肝表面抗原和表皮生长因子。与其他表达系统相比,这种酵母还被认为是合成亚单位疫苗的特殊宿主,而亚单位疫苗最近已被替代疫苗类型所取代,例如灭活/杀死和减毒活疫苗。此外,通过多层次优化方法,如密码子偏好、基因剂量、启动子、信号肽和环境因素,可以实现重组蛋白的高效生产。因此,尽管 K. phaffii 表达系统高效、简单且工艺流程明确,但仍需确定理想条件,因为这些条件会根据目标蛋白而变化,以确保最高的重组蛋白生成量。本综述介绍了 K. phaffii 表达系统、其在工业和生物制药蛋白质生产中的重要性,以及一些高效蛋白质生产的生物加工和遗传改造策略。K. phaffii 最终将继续作为一种强大的表达系统在研究领域和工业应用中做出贡献。
(www.pichia.com),在这种酵母中成功表达了5000多种不同的蛋白质(Schwarzhans等,2017)。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。 但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。 相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。 基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。 当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。 但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。 因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。 此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. opterer工程中的典型策略包括启动子工程(Nong等,2020; Lai等,2024; Zhou等,2023),信号肽修改(Lie等,2015),拷贝数的增加(Liu等,2020年; putteas et ease; wang al。 2019年),以及伴侣因子的引入(Zheng等,2019;Raschmanová等,2021)。但是,基因组中的直接基因敲除可以导致P. P. P. P. P. p. p. pastoris代谢途径内的特定功能的丧失,从而破坏其整体代谢网络。相比之下,利用合成生物学工具调节基因表达可能比传统的敲除或过表达方法更有效。基因表达调节是许多细胞过程的基础(De Nadal等,2011; Nielsen和Keasling,2016年)。当前,微生物中基因调节的主要工具是定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)系统的。但是,使用CRISPR进行基因激活或抑制通常需要在CRISPR系统中蛋白质失活,添加激活或抑制域,以及仔细选择合适的SGRNA靶位点。因此,CRISPR系统相对复杂且耗时。此外,CRISPR的应用还受到宿主细胞接受度,异物蛋白质表达效率和目标位点选择准确性等因素的影响,这使得优化过程更加繁琐。在基因激活中,需要引入其他转录激活剂,而在基因抑制中,抑制因子必须进行精确设计和交付,以确保特定的调节。因此,尽管具有强大的基因调控能力,但CRISPR系统的操作复杂性和时间成本很高(Casas-Mollano等,2020; Chen等,2020)。相比,RNA干扰(RNAi)直接靶向RNA,影响蛋白质翻译,并为基因调节提供了更简单的方法。RNAi是一种由双链RNA(DSRNA)激活的基因沉默途径(Drinnenberg等,2009),由核糖核酸酶III(RNAseIII)酶处理,该酶加工成小型小型干扰RNA(sirnas)。dicer是一种酶,可将双链RNA裂解成小siRNA片段。这些siRNA随后引导参与RNA裂解的Argonaute蛋白靶向和裂解转录本,有效地沉降基因表达(Wang等,2019)。RNAi系统及其基本组件(dicer,argonaute和sirnas)通过简单的质粒转化步骤提供了一种更直接和灵活的方法来沉默基因。这减少了时间和精力,从而促进了各种菌株基因抑制策略的快速发展(Crook等,2014)。本报告详细介绍了P. P. P. P. P. rnai系统的第一个建立。可以创建这样的系统的假设是基于观察结果,即引入Argonaute蛋白和siRNA到P. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. p. apastoris。基因修饰的P. p. p. p. p. p. press这表明在P. Pastoris基因组中编码丁香样蛋白的基因的潜在存在。这项研究成功地证明了通过引入Hairpin RNA通过RNAi系统抑制单基因(增强的绿色荧光蛋白(EGFP))和双基因(EGFP /组氨酸(His))。