CRISPR-Cas9 已为广泛应用的基因编辑带来了巨大进步。为了进一步发挥 Cas9 的效用,人们一直在努力实现对其核酸酶活性的时间控制。虽然不同的方法都侧重于调节哺乳动物细胞中的 CRISPR 干扰或编辑,但所有报道的方法都无法控制细菌中的核酸酶活性。在这里,我们开发了 RNA 接头,将茶碱和 3-甲基黄嘌呤 (3MX) 结合适体与 sgRNA 结合起来,从而实现大肠杆菌中的小分子依赖性编辑。这些可激活的向导 RNA 能够实现对体内基因编辑的时间和转录后控制。此外,它们还减少了因基因组切割而导致的宿主细胞死亡,这是 CRISPR 介导的细菌重组的主要限制。
(未通过同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可就不允许重复使用。此预印本版的版权持有人于2025年1月29日发布。 https://doi.org/10.1101/2024.12.30.630813 doi:Biorxiv Preprint
多囊卵巢综合征(PCOS)是育龄妇女中最常见的内分泌疾病。尽管其发病率很高并且被认为是无排卵性不孕的主要原因,但人们对该综合征的了解仍然很少,仍存在诊断不足和治疗不足的情况,导致女性患者治疗方案的研究进展缓慢。这种复杂疾病的异质性是遗传、环境、内分泌和行为因素共同作用的结果。它通常与卵巢增大和功能障碍、雄激素水平升高和胰岛素抵抗有关。目前,尚无单一病因可以完全解释 PCOS 的发病机制。大多数证据表明 PCOS 是一种复杂的多因素疾病,具有高度的遗传性。表观遗传学是指基因组和基因表达的可遗传变化,而 DNA 序列没有任何改变。表观遗传学包括DNA甲基化、组蛋白修饰(乙酰化、磷酸化、甲基化等)和非编码RNA(ncRNA)含量的改变。现有研究认为表观遗传学,特别是DNA甲基化在PCOS的发病机制中起着至关重要的作用。
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
系 生物医学科学 学位 哲学博士 在提交本论文以部分满足北达科他大学研究生学位的要求时,我同意本大学图书馆应免费提供本论文供查阅。我还同意,指导我论文的教授(如果教授不在,则由系主任或研究生院院长)允许我出于学术目的进行大量复制。双方了解,未经我的书面许可,不得为获取经济利益而复制、出版或以其他方式使用本论文或其中的任何部分。双方了解,在对我论文中的任何材料进行任何学术使用时,应给予我和北达科他大学应有的认可。
a 图卢兹传染病和炎症性疾病研究所 (Infinity)、法国图卢兹图卢兹第三大学 INSERM U1291、CNRS U5051 b 巴黎城市大学、INSERM UMR1163、Imagine 研究所、法国巴黎 c 内克尔儿童疾病医院 - 巴黎公立医院 (AP-HP) 原发性免疫缺陷研究中心、法国巴黎 d 蒙彼利埃圣埃洛伊医院内科和多器官疾病科、法国蒙彼利埃 CHU e 儿童自身免疫性疾病免疫遗传学实验室、INSERM UMR 1163 研究所、F-75015 巴黎、法国 f INSERM-UMR 1163、Imagine 研究所、法国巴黎 g 内科和肿瘤免疫学 (MedI2O) 研究所法国蒙彼利埃大学医院再生医学与生物治疗中心 (IRMB) h 法国蒙彼利埃大学再生医学与生物治疗中心、法国蒙彼利埃国家健康与医学研究院、法国蒙彼利埃大学医院再生医学与生物治疗中心 i 法国巴黎内克尔儿童医院 (AP-HP) 儿科免疫血液学和风湿病科 j 法国巴黎内克尔大学儿童医院 (AP-HP) 国家原发性免疫缺陷参考中心 (CEREDIH) k 法国巴黎想象研究所 INSERM-UMR 1163 生物信息学核心设施 l 法国巴黎国家科学研究中心、3633 号综合服务单位、法国巴黎城大学 INSERM
发育基因通常由多种具有重叠活性的元件调控。然而,在大多数情况下,这些元件的相对功能及其对内源基因表达的贡献仍未得到很好的表征。这种现象的一个例子是,已经提出了不同的增强子组来指导肢体顶端外胚层脊和中脑-后脑边界中的 Fgf8。利用体内 CRISPR/Cas9 基因组工程,我们从功能上剖析了这个复杂的调控集合,并展示了两种不同的调控逻辑。在顶端外胚层脊中,Fgf8 表达的控制似乎分布在不同的增强子之间。相反,我们发现在中脑-后脑边界中,三个活性增强子中的一个是必需的,而另外两个是可有可无的。我们进一步剖析了必需的中脑-后脑边界增强子,揭示它也是由必需和可有可无的模块混合组成的。该增强子的跨物种转基因分析表明,其组成可能发生在脊椎动物谱系中。
摘要:基于 CRISPR 的表观基因组编辑使用 dCas9 作为平台,在选定的位点招募转录或染色质调节因子。尽管最近取得了进展,但这些方法在体内研究染色质功能方面的全部潜力仍然难以充分发挥。在这篇综述中,我们讨论了植物和动物的最新进展如何为研究染色质调节因子的功能提供了新途径,并解决了通常相互关联的相关调节的复杂性。虽然已经开发出有效的转录工程方法,并且可以用作改变位点染色质状态的工具,但在植物中直接操纵染色质调节因子的例子仍然很少。这些报告还揭示了表观基因组工程方法的缺陷和局限性,但它们仍然具有参考价值,因为它们通常与位点和上下文相关的特征有关,包括 DNA 可及性、初始染色质和转录状态或细胞动力学。重点介绍了不同生物体为克服甚至利用这些局限性而实施的策略,这将进一步提高我们建立染色质动力学对基因组调控的因果关系和层次结构的能力。
先天免疫是抵御病毒的第一道防线,其中线粒体在诱导干扰素 (IFN) 反应中起着重要作用。BHRF1 是一种在 Epstein-Barr 病毒再激活过程中表达的多功能病毒蛋白,它会调节线粒体动力学并破坏 IFN 信号通路。线粒体是一种可移动的细胞器,借助细胞骨架,特别是微管 (MT) 网络,它可以在细胞质中移动。微管会经历各种翻译后修饰,其中包括微管蛋白乙酰化。在本研究中,我们证明 BHRF1 会诱导微管过度乙酰化以逃避先天免疫。事实上,BHRF1 的表达会诱导缩短的线粒体聚集在细胞核旁边。这种“线粒体聚集体”围绕着丝粒组织,其形成依赖于微管。我们还观察到 α-微管蛋白乙酰转移酶 ATAT1 与 BHRF1 相互作用。使用 ATAT1 敲低或不可乙酰化的 α-微管蛋白突变体,我们证明了这种高乙酰化对于线粒体聚集体的形成是必需的。在 EBV 重新激活期间也观察到了类似的结果。我们研究了导致线粒体聚集的机制,并确定了运动蛋白是线粒体聚集所需的马达。最后,我们证明了 BHRF1 需要 MT 高乙酰化来阻止 IFN 反应的诱导。此外,MT 高乙酰化的丧失会阻止自噬体定位到靠近线粒体聚集体的位置,从而阻碍 BHRF1 启动线粒体自噬,而线粒体自噬对于抑制信号通路至关重要。因此,我们的结果揭示了 MT 网络及其乙酰化水平在诱导亲病毒线粒体自噬中的作用。
整合子是一种自适应细菌装置,在应激条件下将无启动子的基因盒重新排列成可变的有序阵列,从而采集组合表型多样性。染色体整合子通常携带数百个沉默基因盒,整合酶介导的重组导致 DNA 大量切除和整合,对基因组完整性构成潜在威胁。如何调节和控制这种活动(特别是通过选择压力)以维持如此大的盒阵列尚不清楚。在这里,我们展示了含启动子的毒素-抗毒素 (TA) 盒作为在整体盒切除率过高时杀死细胞的系统的关键作用。这些结果强调了 TA 盒调节盒重组动力学的重要性,并深入了解了细菌基因组中整合子的进化和成功。