镰状细胞病 (SCD) 是由成人血红蛋白 (Hb) 链中的单个氨基酸变化引起的,这种变化会导致 Hb 聚合和红细胞 (RBC) 镰状化。导致胎儿 珠蛋白在成年期产生的突变共同遗传,胎儿 Hb 的遗传性持续性 (HPFH) 降低了 SCD 的临床严重程度。HBG 珠蛋白启动子中的 HPFH 突变会破坏阻遏物 BCL11A 和 LRF 的结合位点。我们使用 CRISPR-Cas9 通过产生插入和缺失来模拟 HBG 启动子中的 HPFH 突变,从而导致已知和推定的阻遏物结合位点的破坏。编辑患者来源的造血干/祖细胞 (HSPC) 中的 LRF 结合位点可导致 珠蛋白去阻遏和镰状表型的纠正。用靶向 LRF 结合位点的 gRNA 处理的 HSPC 异种移植在重新植入 HSPC 方面表现出较高的编辑效率。这项研究确定了 LRF 结合位点是基因组编辑治疗 SCD 的有力靶点。
摘要 Cre1 是一种重要的转录因子,可调节碳分解代谢抑制 (CCR),在真菌中广泛保守。cre1 基因已在几种子囊菌中得到广泛研究,而其在担子菌物种中基因表达调控的作用仍不太清楚。在这里,我们鉴定了 Coprinopsis cinerea 并研究了 cre1 的作用,Coprinopsis cinerea 是一种可以有效降解木质纤维素植物废物的担子菌模型蘑菇。我们使用一种基于 PCR 扩增的分裂标记 DNA 盒以及体外组装的 Cas9 引导 RNA 核糖核蛋白 (Cas9 RNPs) 的快速有效的基因缺失方法来生成 C. cinerea cre1 基因缺失菌株。两个独立的 C. cinerea cre1 突变体的基因表达谱显示碳水化合物代谢、植物细胞壁降解酶 (PCWDE)、质膜转运蛋白相关基因和几种转录因子编码基因等显著失调。我们的研究结果支持以下观点:与子囊菌中的报告一样,C. cinerea 的 Cre1 通过多种基因的联合调节来协调 CCR,包括 PCWDE、正向调节 PCWDE 的转录因子和可以导入可诱导 PWCDE 表达的单糖的膜转运蛋白。有些矛盾的是,虽然与其他伞菌一致,但与木质素降解相关的基因在 cre1 突变体中大多下调,表明它们受到的调节与其他 PCWDE 不同。基因缺失方法和此处提供的数据将扩展我们对担子菌中 CCR 的了解,并为与植物生物质降解相关的基因提供功能假设。
图 1 RolR 诱变、选择和半自动化高通量筛选工作流程。a. 全构象的 RolR 二聚体(PDB:3AQT),以及配体结合口袋的结构,其中残基 D149 为黑色,间苯二酚为青色,5Å 内选择用于诱变的 19 个残基为橙色,5Å 和 8Å 之间的残基为紫色。b. 组合活性位点饱和度测试 (CAST) 的笛卡尔结合口袋图。c. 六个氨基酸组组成了要用于诱变的 19 个残基。d. 生物传感器 TetA 双重选择的原理,使用 NiCl 2 对转录抑制能力进行负向选择,使用四环素对目标配体进行正向选择。e. 半自动化高通量筛选。在第 1 天,为每个候选分子挑选约 500 个菌落。第二天,使用声学液体处理器将 IPTG 和小分子分配到 384 孔板中。生长的菌落被稀释并分配到 384 个孔板中,使用液体处理工作站测试传感器的不同状态。第三天,荧光