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通过基因调控网络连接常见和罕见疾病遗传学
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证 它是永久可用的。 是作者/资助者，已授予 medRxiv 许可以在（未经同行评审认证）预印本中显示预印本 此版本的版权所有者于 2021 年 10 月 26 日发布。；https://doi.org/10.1101/2021.10.21.21265342 doi：medRxiv 预印本
基因编辑和调控：治疗遗传性癫痫的圣杯？
摘要 癫痫是一种复杂的神经系统疾病，有大量的单基因亚型。单基因癫痫通常严重且致残，具有耐药性癫痫发作和严重的发育合并症的特征。这些疾病可能适合采用精准医疗方法，而使用 CRISPR/Cas 进行基因组编辑是其中的圣杯。在这里，我们考虑了一些最“常见”的罕见癫痫基因的突变，并讨论了可以采用的不同 CRISPR/Cas 方法治疗这些疾病。我们考虑了 CRISPR 介导的基因调节可以作为有效治疗策略的情景，并讨论了单基因矫正方法是否能够在发育中的高度动态大脑的稳态补偿背景下具有治疗潜力。尽管对遗传性癫痫的机制和基因编辑工具的当前局限性的理解尚不完整，但 CRISPR 介导的方法在未来十年内具有改变遗传性癫痫治疗格局的潜力。
miRNA 介导的植物与病原体之间的调控及相互作用
摘要：植物已经进化出多种分子机制，使其能够对多种病原体作出反应。microRNA 是一类短链单链 RNA 分子，可在转录或翻译后水平调节基因表达，在协调植物与病原体相互作用中起着至关重要的作用，这一点已变得十分清楚。具体而言，miRNA 已被证明参与调节植物激素信号、活性氧和 NBS-LRR 基因表达，从而调节宿主与病原体之间的军备竞赛。最近有研究表明，特定的 lncRNA (ceRNA) 可以充当诱饵，与 miRNA 相互作用并调节其活性，这又增加了一层复杂性。本文我们回顾了有关 miRNA 在植物防御中的作用的最新发现，重点介绍了 miRNA 的调控模式及其在培育抗病原体植物（包括农作物和树木）中的可能应用。特别强调讨论miRNA在宿主与病原体军备竞赛中的作用，以及与疾病相关的miRNA与lncRNA之间的相互作用。
基因组编辑：通过差异化方法进行基于事实的调控
根据欧洲法院的解释，2001年3月12日该指令通过之前已经实施的传统诱变方法被排除在该指令的范围之外。它们长期以来被认为是安全的（2001/18 号指令第 3(1) 条以及附件 IB 第 1 号和序言 17）。然而，对于新的诱变技术的经验仍然不足。因此，它们的风险潜力与生产转基因植物（将外来遗传物质引入生物基因组）的风险潜力相当。因此，根据预防原则，应适用《基因工程法》的规定（2001/18 号指令第 2 条第 2 款；第四、第八和第二十五条）。因此，这些生物及其衍生的所有产品在投放市场之前必须经过对人类、动物和环境的全面安全评估。它们还必须是可追踪的并带有标签。
以及人类特异性缺失的跨调控靶基因
功能序列的缺失被认为是分子进化的基本机制 1,2 。灵长类动物的比较遗传学研究 2,3 已经发现了数千个人类特异性缺失 (hDels)，并且已经使用报告基因检测 4 评估了短 (≤31 个碱基对) hDels 的顺式调控潜力。然而，结构变体大小 (≥50 个碱基对) 的 hDels 如何影响其原生基因组环境中的分子和细胞过程仍未得到探索。在这里，我们设计了针对 6,358 个 hDels 中 7.2 兆碱基序列的单向导 RNA 基因组规模文库，并提出了一种系统的 CRISPR 干扰 (CRISPRi) 筛选方法来识别改变黑猩猩多能干细胞细胞增殖的 hDels。通过将 hDels 与染色质状态特征进行交叉并执行单细胞 CRISPRi（Perturb-seq）来识别它们的顺式和反式调控靶基因，我们发现了 20 个控制基因表达的 hDels。我们重点介绍了两个 hDels，hDel_2247 和 hDel_585，它们在脑中具有组织特异性活性。我们的研究结果揭示了人类谱系中丢失的序列的分子和细胞作用，并建立了一个功能性地询问人类特异性遗传变异的框架。
IL-27 表达调控及其对抗病毒适应性免疫的影响
IL-27 是 IL-6/IL-12 细胞因子超家族的成员，主要由抗原呈递细胞分泌，特别是树突状细胞、巨噬细胞和 B 细胞。IL-27 具有抗病毒活性，可调节针对病毒的先天和适应性免疫反应。IL-27 在病毒感染环境中的作用尚不明确，促炎和抗炎功能均有描述。在这里，我们讨论了 IL-27 在几种人类疾病病毒感染模型中的作用的最新进展。我们重点介绍了 IL-27 表达调控的重要方面、感染不同阶段的关键细胞来源及其对细胞介导免疫的影响。最后，我们讨论了在人类慢性病毒感染的背景下更好地定义 IL-27 的抗病毒和调节（促炎与抗炎）特性的必要性。
以碱基分辨率 1 对基因调控元件进行综合解剖
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证下可用（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 2022 年 10 月 6 日发布。；https://doi.org/10.1101/2022.10.05.511030 doi：bioRxiv 预印本
由 PBX1/2 指导的时空受限基因调控网络获得
（未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2022 年 3 月 9 日发布。；https://doi.org/10.1101/2022.03.08.483529 doi：bioRxiv preprint
使用 CRISPR 阵列分离器增强 Cas12a 多基因调控
图 1. crRNA 性能受上游间隔物的 GC 含量影响 (A) CRISPR-Cas12a 操纵子由 Cas 基因和一个 CRISPR 阵列组成。(B) 每个 crRNA 由一个重复序列和一个间隔物组成。预处理重复序列包含一个 ~16-18-nt 片段，此处称为 CRISPR 分隔符，该片段由 Cas12a 和一种未知酶切除。(C) 在哺乳动物细胞中表达 Cas12a 阵列时，之前已省略了分隔符。我们想了解分隔符是否有助于使 crRNA 免受间隔物中二级结构的负面影响。(D) 我们设计了由两个 crRNA 组成的 CRISPR 阵列，第一个具有非靶向无义间隔物，第二个靶向 GFP 启动子，该启动子在 HEK293T 细胞中基因组整合。(E) 实验设置；分析 GFP 荧光作为阵列性能的衡量标准。 (F) CRISPR 阵列可以显示出对无义间隔物的组成的超敏感性。在极端情况下，将最后一个核苷酸从 T 替换为 G 可能导致 GFP 激活几乎完全终止。(G) 51 个 CRISPR 阵列的文库，其中第一个 crRNA 包含一个具有不同 GC 含量的无义间隔物，第二个 crRNA 靶向 GFP。无义间隔物的 GC 含量与 GFP 荧光之间存在强烈的负相关性。每个点代表 51 个 CRISPR 阵列中的一个（三个重复）。根据阵列启用的 GFP 荧光水平将阵列分为三组。框表示在 I 和 J 中分析的两组。(HJ) 对于每个组，计算了滑动 5-nt 窗口的平均 GC 含量。性能最佳的阵列是无义间隔物在其 3' 端恰好具有低 GC 含量的阵列。一些阵列因其无义间隔物的 GC 含量 ( G ) 而显示出意外的高或低 GFP 活性。这些阵列在其无义间隔物的 3' 端含有低 ( I ) 或高 ( J ) GC 含量，这表明最后几个碱基的 GC 含量是阵列性能的重要预测因素。HJ 中的阴影区域表示标准误差。( K ) 了解无义 crRNA 中 3-nt 区域 GC 含量的预测能力 (方法)。( L ) 显示预测的二级结构 (-Δ(最小自由能)) 和 51 个无义间隔物的 GC 含量之间关系的图。
植物顺式调控元件进化的现状及未来展望
摘要 顺式调控元件 (CRE) 是一小段 (~5 – 15 个碱基对) DNA，能够与转录因子结合并影响附近基因的表达。这些区域对于研究表型和基因型之间关系的任何人来说都非常有趣，因为这些序列通常决定基因的时空表达。事实上，已知基因型和表型之间的几种关联信号位于蛋白质编码区之外。因此，理解进化生物学的关键在于在当前和未来的基因组组装中对它们进行表征。在本综述中，我们介绍了一些 CRE 变异如何促进表型进化的近期例子，讨论了基因组非编码区域所经历的选择压力的证据，并考虑了几项关于植物可及染色质区域的研究以及它们能告诉我们有关 CRE 的什么信息。最后，我们讨论了当前测序技术的进展将如何提高我们对 CRE 变异的认识。