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大规模 CRISPR–Cas9 筛选揭示 B7 的新调控因子
摘要 背景 尽管基于 B7 同源物 3 蛋白 (B7-H3) 的免疫疗法取得了进展，但耐药性的产生仍然是临床上的主要问题。B7-H3 表达的异质性和新出现的缺失是靶向治疗中耐药性和治疗失败的主要原因，这揭示了迫切需要阐明调节 B7-H3 表达的潜在机制。在本研究中，我们确定并探讨了转录因子 SPT20 同源物 (SP20H) 在 B7-H3 表达和肿瘤进展中的关键作用。 方法 在这里，我们进行了基于 CRISPR/Cas9 的基因组规模功能丧失筛选，以确定人卵巢癌细胞中 B7-H3 的调节因子。通过 RNA 测序揭示了 SP20H 敲除改变的信号通路。使用体外功能丧失和功能获得分析验证了 SP20H 在 B7-H3 表达中的调控作用和机制。在荷瘤小鼠中评估了抑制 SP20H 对肿瘤生长的影响和抗 B7-H3 治疗的疗效。结果我们确定 SUPT20H (SP20H) 是各种癌细胞中 B7-H3 表达的负调节剂，而 eIF4E 是正调节剂。此外，我们还提供了证据，表明肿瘤细胞中的 SP20H 缺失或 TNF- α 刺激会组成性激活 p38 MAPK-eIF4E 信号传导，从而上调 B7-H3 表达。SP20H 缺失在体内和体外均上调 B7-H3 表达。此外，SP20H 缺失可显著抑制肿瘤生长并增加肿瘤微环境中免疫细胞的浸润。更重要的是，与对照组相比，针对 B7-H3 的抗体-药物偶联物对 SP20H 缺陷型肿瘤表现出更优异的抗肿瘤性能。结论 p38 MAPK-eIF4E 信号的激活是肿瘤细胞转录起始和 B7-H3 蛋白表达的关键事件。SP20H 基因靶向可上调靶抗原表达，使肿瘤对抗 B7-H3 治疗敏感。总之，我们的研究结果为 B7-H3 表达的潜在机制提供了新的见解，并为现有的针对 B7-H3 的抗体靶向治疗引入了潜在的协同靶点。
PERSIST 平台利用 CRISPR endoRNases 提供可编程的 RNA 调控
受控转基因表达是基因治疗、细胞治疗和生物制造不可或缺的组成部分。然而，大多数应用都基于转录因子的调控，但这种调控存在一些问题，例如表观遗传沉默，限制了表达的寿命和可靠性。组成型转基因转录与转录后基因调控相结合可以对抗沉默，但这种 RNA 或蛋白质水平平台很少存在。我们在此开发了一个 RNA 调控平台，我们称之为“PERSIST”，它由九种 CRISPR 特异性内切酶组成，作为 RNA 级激活剂和抑制剂，以及模块化 OFF 和 ON 开关调控基序。我们表明，PERSIST 调控的转基因表现出强烈的 OFF 和 ON 反应，可抵抗至少两个月的沉默，并且可以轻松分层以构建级联、逻辑功能、开关和其他复杂的电路拓扑。该平台的正交、模块化和可组合特性以及构建稳健且可预测的基因电路的便利性，为基因和细胞疗法带来了无数应用。
慢交换构象开关通过高保真 Cas9 调控脱靶切割
。CC-BY 4.0 国际许可（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2020 年 12 月 7 日发布。；https://doi.org/10.1101/2020.12.06.413757 doi：bioRxiv 预印本
线粒体 DNA：调控肥厚型心肌病的潜在基因修饰因子的热点
1 美国明尼苏达州罗彻斯特市梅奥诊所再生医学中心心血管医学系，Kargaran.Parisa@mayo.edu 2 美国明尼苏达州罗彻斯特市梅奥诊所生物医学统计和信息学部健康科学研究系，jaredmevans@outlook.com 3 英国诺丁汉大学生物发现研究所癌症和干细胞部，诺丁汉 NG7 2RD；paxsb7@exmail.nottingham.ac.uk 4 英国东英吉利大学诺维奇医学院医学与健康科学学院，诺维奇 NR4 7UQ； JGSmith@uea.ac.uk 5 美国明尼苏达州罗彻斯特市梅奥诊所再生医学中心普通内科部、儿科心脏病学部、医学系、分子药理学系和实验治疗学系；nelson.timothy@mayo.edu * 通信地址：chris.denning@nottingham.ac.uk (CD)；diogo.mosqueira@nottingham.ac.uk (DM)
鉴定人类神经发育中 FMR1 调控的分子网络
RNA 结合蛋白 (RNA-BP) 在发育和疾病中起着调节基因表达的关键作用。然而，在人类原代细胞中全基因组识别它们的靶标一直具有挑战性。在这里，我们应用了一种改进的 CLIP-seq 策略来识别 FMRP 翻译调节因子 1 (FMR1) 的全基因组靶标，这是一种富含大脑的 RNA-BP，其缺乏会导致脆性 X 综合征 (FXS)，这是最常见的遗传性智力障碍。我们在人类背侧和腹侧前脑神经祖细胞以及从人类多能干细胞分化而来的兴奋性和抑制性神经元中发现了 FMR1 靶标。同时，我们在 FMR1 基因缺失后测量了相同四种细胞类型的转录组。我们发现 FMR1 优先与人类神经细胞中的长转录本结合。FMR1 靶标包括人类神经细胞独有的基因，并与 FXS 和自闭症的临床表型有关。使用图形扩散和 FMR1 CLIP-seq 和转录靶标的多任务聚类进行综合网络分析，揭示了 FMR1 在人类神经发育过程中调控的关键途径。我们的结果表明，FMR1 调节不同神经细胞类型之间的一组共同靶标，但也以细胞类型特异性的方式针对人类兴奋性和抑制性神经祖细胞和神经元中的不同基因组。通过定义分子子网络和验证特定的高优先级基因，我们确定了 FMR1 调节程序的新组件。我们的研究结果为人类神经发育中关键神经元 RNA-BP 的基因调控提供了新的见解。
ENO通过花分生组织发育网络调控番茄果实大小
随着果树作物品种的驯化和改良，果实大小也发生了显著的进化。在番茄 (Solanum lycopersicum) 中，CLAVATA-WUSCHEL 信号通路基因的自然发生顺式调控突变导致果实大小显著增加，产生增大的分生组织，从而使花长出额外的器官，果实也更大。在这项工作中，通过结合测序定位和 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法，我们分离出了一种调控花分生组织活性的 AP2/ERF 转录因子——过多花器官 (ENO)。因此，ENO 基因突变会导致植物因花分生组织增大而产出更大的多室果实。遗传分析表明，eno 与 LOCULE NUMBER（编码 SlWUS ）和 FASCIATED（编码 SlCLV3 ）基因座的突变表现出协同效应，这两个基因座是栽培番茄驯化过程中果实大小进化的关键因素。我们的研究结果表明，eno 突变会以花特异性的方式导致 SlWUS 表达域的大幅扩增。体外结合结果表明，ENO 能够与 SlWUS 启动子区内的 GGC-box 顺式调控元件相互作用，表明 ENO 直接调控 SlWUS 表达域以维持花干细胞稳态。此外，对 ENO 基因座自然等位基因变异的研究证明，ENO 启动子中的顺式调控突变在驯化过程中受到了正向选择的靶向，为现代番茄果腔数量和果实大小的大幅增加奠定了基础。
基于CRISPR/Cas9的基因工程及转录调控在工业生物学中的新进展
工业生物学在医药、健康、食品、能源等领域发挥着重要作用，然而缺乏高效的基因工程工具制约了工业生物学的快速发展。近年来，成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR 相关蛋白 9（CRISPR/Cas9）系统的出现，以其高度的正交性、多功能性和效率，为基因组编辑技术带来了突破。本文总结了 CRISPR/Cas9 在工业微生物中应用的障碍和相应的解决方案，并比较了 CRISPR/Cas9 系统在细菌、酵母和丝状真菌中应用的工业生物学进展。此外，还讨论了 CRISPR/Cas9 与合成生物学的结合，以构建复杂且可编程的基因回路，用于工业生物技术。
胰腺发育和糖尿病中的 ONECUT1 调控非编码区域
Sarah Merz, 1 Vale´ rie Sene´ e, 2,16 Anne Philippi, 2,16 Franz Oswald, 3 Mina Shaigan, 4 Marita F € uhrer, 5 Cosima Drewes, 6 Chantal Allgoëwer, 1 Rupert O llinger, 7 Martin Heni, 8,9 Anne Boland, 10 Jean-Franc¸ ois Deleuze, 10 Franziska Birkhofer、1 Eduardo G. Gusmao、11 Martin Wagner、3 Meike Hohwieler、1 Markus Breunig、1 Roland Rad、7 Reiner Siebert、6 David Alexander Christian Messerer、5,12 Ivan G. Costa、4 Fernando Alvarez、13 Ce´cile Julier、2,17、* 亚历山大克莱格， 1,14,15,17,* 和 Sandra Heller 1,17,18,* 1 德国乌尔姆大学医院分子肿瘤学和干细胞生物学研究所 2 法国巴黎大学城、科钦研究所、INSERM U1016、CNRS UMR 8104 3 德国乌尔姆大学医院内科 1 系 4 德国亚琛工业大学医学院计算基因组学研究所 5 德国乌尔姆红十字输血服务中心巴登-西乌腾贝格-黑森州和乌尔姆大学医院临床输血医学和免疫遗传学研究所 6 德国乌尔姆大学和乌尔姆大学医学中心人类遗传学研究所 7 慕尼黑工业大学医学院转化癌症研究中心和医学 II 系分子肿瘤学和功能基因组学研究所德国 8 德国乌尔姆大学医院内科 1 系内分泌和糖尿病学分部 9 德国乌尔姆大学医院诊断实验室医学系临床化学和病理生物化学研究所 10 法国埃夫里巴黎萨克雷大学、CEA、法国国家人类基因组研究中心 (CNRGH) 11 巴西累西腓伯南布哥联邦大学信息学中心 12 德国乌尔姆大学医院输血医学研究所 13 加拿大魁北克省蒙特利尔市 CHU Sainte-Justine 胃肠病学、肝病学和营养学分部 14 德国乌尔姆大学医院内科 1 系跨学科胰腺病学分部 15 德国乌尔姆大学核心设施类器官 16 这些作者贡献相同 17 这些作者贡献相同 18 主要联系人*通讯地址：cecile.julier@inserm.fr (CJ)、alexander.kleger@uni-ulm.de (AK)、sandra.heller@uni-ulm.de (SH) https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114853
调控间充质干细胞成骨细胞分化的分子信号通路
成人间充质干细胞 (MSCs) 在再生医学中具有巨大的价值，因为它们具有自我更新、产生营养因子和表现出多谱系分化（如成骨、软骨、脂肪形成谱系）的潜力 [1,2]。这些干细胞可以从骨髓、脂肪组织、牙齿组织、真皮组织、脐带血和各种其他组织中分离出来 [2]。尽管 MSCs 不享有完全的免疫特权，但是同种异体 MSCs 表现出低免疫原性，同时具有强大的免疫调节作用 [2,3]。MSC 介导的免疫调节不依赖于主要组织相容性复合体 (MHC)，它由多种旁分泌因子、细胞毒性 T 淋巴细胞 (CD8+ T 细胞)、自然杀伤 (NK) 细胞和各种其他细胞进行 [3,4]。 MSCs 可作为免疫系统的传感器和转换器，维持体内平衡，即在免疫系统功能低下或过度活跃时，它们会促进或抑制炎症过程 [5]。由于 MSCs 具有自我更新、低免疫原性和多向分化能力，因此在再生医学领域是一种很有前途的治疗方法。国际细胞治疗协会 (ISCT) 为 MSCs 的鉴定制定的三个标准之一是其在体外可分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞 [6]。在此背景下，MSCs 的核心功能是免疫调节和成骨分化，由于免疫系统和骨骼系统之间存在复杂的相互作用，因此它们成为骨代谢和免疫系统的关键细胞 [7]。一方面，T 细胞和 B 细胞