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控制高度保守的植物干细胞调节剂的顺式调控区域的极端重组
一个引人注目的悖论是，具有长期保守的蛋白质序列、功能和表达模式的基因通常表现出极为不同的顺式调控序列。目前仍不清楚如此剧烈的跨物种顺式调控进化如何使基因功能得以保存，以及这些差异在多大程度上影响物种内出现的顺式调控变异如何影响表型变化。在这里，我们使用一种在表达模式和功能上保守了约 1.25 亿年的植物干细胞调节剂来研究这些问题。通过在两个远亲模型拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 和番茄 (Solanum lycopersicum) 中进行体内基因组编辑，我们在干细胞抑制基因 CLAVATA3 (CLV3) 的上游和下游区域生成了 70 多个缺失等位基因，并比较了它们对共同表型（即结出果实的心皮数量）的单独和综合影响。我们发现，与下游区域相比，番茄 CLV3 上游序列对哪怕是微小的扰动都高度敏感。相比之下，拟南芥 CLV3 功能对编码序列上游和下游的严重破坏具有耐受性。上游和下游缺失的组合也揭示了不同的调控结果。在番茄中，添加下游突变带来的表型增强主要是微弱的和附加的，而对拟南芥 CLV3 的两个区域进行突变则产生了显著的协同效应，显示出功能性顺式调控序列的不同分布和冗余。我们的研究结果证明了高度保守的植物干细胞调节器的顺式调控结构组织具有显著的可塑性，并表明顺式调控序列空间的重大重构是一种常见但又隐蔽的进化力量，它改变了保守基因调控变异的基因型与表型关系。最后，我们的研究结果强调了需要对顺式调控的空间结构进行谱系特异性解剖，以便有效地设计作物中保守的生产力基因的性状变异。
基因丢失和顺式调控新陈代谢塑造了有尖酵母 Hanseniaspora uvarum 中的核心组蛋白基因进化
尽管核心组蛋白基因的蛋白质序列保守，但它们表现出显著的顺式调控机制多样性。然而，这种调控周转的动态和意义尚不清楚。在这里，我们描述了芽殖酵母中 4 亿年来核心组蛋白基因调控的进化史。我们发现，由反式调控因子 Spt10 介导的典型核心组蛋白调控模式很古老，可能出现于 3.2 亿至 3.8 亿年前，并且在大多数现存物种中都是固定的。出乎意料的是，我们发现 Hanseniaspora 属在其快速进化的谱系中出现了一种新的核心组蛋白调控模式，这与其旁系同源核心组蛋白基因的 1 个拷贝丢失同时发生。我们表明，通过组蛋白控制区中的顺式调控变化，祖先的 Spt10 组蛋白调控模式被衍生的 Mcm1 组蛋白调控模式所取代，并且这种重新布线事件发生时反式调控因子 Mcm1 本身没有变化。最后，我们研究了转基因 Hanseniaspora uvarum 的细胞周期和组蛋白合成的生长动力学。我们发现 H. uvarum 分裂迅速，大多数细胞在 60 分钟内完成一个细胞周期。有趣的是，我们观察到 H. uvarum 中组蛋白和 DNA 合成之间的调控耦合丢失了。我们的结果表明，核心组蛋白基因调控在芽殖酵母中早已固定，但在 Hanseniaspora 快速进化谱系中却发生了很大分化。
解决顺式监管法规的路线图
摘要 基因表达受转录因子 (TF) 调控，它们共同读取顺式调控 DNA 序列。“顺式调控密码”——细胞如何解释 DNA 序列以确定何时、何地和表达多少基因——已被证明极其复杂 1,2。最近，功能基因组学检测和机器学习 (ML) 的规模和分辨率的进步使得破译此密码取得了重大进展 3–6。然而，如果仅在基因组序列上训练模型，顺式调控密码可能永远无法解决；同源区域很容易导致对预测性能的高估，而且我们的基因组太短，序列多样性不足以学习所有相关参数。幸运的是，随机合成的 DNA 序列能够测试比我们基因组中存在的大得多的序列空间，而设计的 DNA 序列能够进行有针对性的查询，从而最大限度地改进模型。由于无论 DNA 来源如何，解释 DNA 都使用相同的生化原理，因此基于这些合成数据训练的模型可以预测基因组活动，通常比基于基因组训练的模型更好 7,8 。在这里，我们提供了该领域的展望，并提出了通过结合 ML 和使用合成 DNA 进行大规模并行分析来解决顺式调控代码的路线图。
CRISPR 介导的顺式调控启动子编辑......
开发高产营养水稻是缓解发展中国家微量营养素缺乏问题，特别是涉及锌和铁 (Fe) 缺乏的人类营养不良问题，并实现更好应用的一种方法。Fe 和 Zn 等微量营养素的运输主要通过烟胺合酶 (OsNAS) 基因家族调控，而产量是一种涉及多个基因座的复杂性状。通过 CRISPR (成簇的规律间隔的短回文重复序列)-Cas9 进行基因组编辑，重点关注 OsNAS2 启动子，特别是删除位置 -933 处的顺式调控元件 ARR1AT，以增强籽粒和单株植物中 Zn 的积累。结果表明，我们的启动子编辑增加了单株植物的 Zn 浓度。证据还表明，每个主穗的小穗数量增加可导致单株籽粒增加。这些性状在“无转基因”和纯合植物后代中遗传。需要进行进一步研究来验证田间条件下的性状表现并阐明小穗增加的原因。
非传统制造顺式6930-8xyz（30197）在智能代理和化身中产生表现力
读数必需的教科书：[HRI]人类机器人互动，C。Bartneck，C.Bartneck，Cambridge，2020 ISBN：9781108735407（官方PDF版本在https://www.human-robotactraction.org/pre of https：//www.human-robotactact.org/） ISBN：9780262524315（将从本教科书中分配读数。）[AC]情感计算，R。Picard，MIT出版社，1997年ISBN：97802626661157
控制深度保守的植物干细胞调节剂的顺式调节区域的极端重组
（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。该预印本版的版权持有人于2023年12月20日发布。 https://doi.org/10.1101/2023.12.20.572550 doi：Biorxiv Preprint
合成和基因组调控元件揭示顺式
摘要 在胚胎干细胞 (ESC) 中，核心转录因子 (TF) 网络建立了多能性所必需的基因表达程序。为了解决四种关键 TF 之间的相互作用如何促进小鼠 ESC 中的顺式调控，我们分析了两个由 SOX2、POU5F1 (OCT4)、KLF4 和 ESRRB 的结合位点组成的大规模并行报告分析 (MPRA) 文库。合成的顺式调控元件与具有可比结合位点配置的基因组序列之间的比较揭示了调控语法的某些方面。合成元件的表达受结合位点的数量和排列的影响。这种语法对基因组序列的作用很小，因为基因组序列的相对活性最好通过预测的结合位点占用率来解释，而与结合位点身份和定位无关。我们的结果表明，转录因子结合位点 (TFBS) 的影响受位点顺序和方向的影响，但在基因组中，TF 的整体占用率是活性的主要决定因素。
胚胎DNA甲基化程序通过CTCF拮抗作用调节顺式调节景观
1。巴黎大学，CNRS，Institut Jacques Monod，F-75013法国2。CEA，CEA，CNRS，CNRS综合生物学研究所（I2BC），法国F-91998 GIF-SUR-YVETTE，法国 *这些作者同样贡献了†对应：Maxim.greenberg@ijm.fr摘要，在哺乳动物的胚胎生成期间，两种甲基元素（5-Cyylimens）（5-Cyylimens）（ （3D）在称为“表观遗传重编程”的过程中对染色质结构进行了深刻的重塑。表观遗传重编程的一个研究的方面是5mec通量本身如何影响3D基因组。 鉴于DNA结合对染色体折叠的关键调节剂的5mec-敏感性：CTCF。 我们使用小鼠胚胎干细胞（ESC）分化方案对CTCF结合景观进行了介绍，该方案模拟了幼稚多能的退出，其中全局DNA甲基化水平在四天内开始较低，并在四天内提高到躯体水平。 我们利用了这一事实，即缺乏DNA甲基化机制的小鼠ESC表现出全球相似的分化动力学，从而使CTCF不正调对基因表达的更微妙作用进行解剖。 我们通过在野生型和突变条件下进行CTCF HICHIP来评估异常的CTCF-CTCF接触，在没有5mec的情况下。 ，鉴于H3K27AC在主动启动子和增强子上富含H3K27AC，我们继续评估了错误调节的CTCF结合对顺式调节接触的影响。 使用DNA甲基化表观组编辑，我们能够直接证明DNA甲基马克能够影响CTCF结合。CEA，CEA，CNRS，CNRS综合生物学研究所（I2BC），法国F-91998 GIF-SUR-YVETTE，法国 *这些作者同样贡献了†对应：Maxim.greenberg@ijm.fr摘要，在哺乳动物的胚胎生成期间，两种甲基元素（5-Cyylimens）（5-Cyylimens）（ （3D）在称为“表观遗传重编程”的过程中对染色质结构进行了深刻的重塑。表观遗传重编程的一个研究的方面是5mec通量本身如何影响3D基因组。鉴于DNA结合对染色体折叠的关键调节剂的5mec-敏感性：CTCF。我们使用小鼠胚胎干细胞（ESC）分化方案对CTCF结合景观进行了介绍，该方案模拟了幼稚多能的退出，其中全局DNA甲基化水平在四天内开始较低，并在四天内提高到躯体水平。我们利用了这一事实，即缺乏DNA甲基化机制的小鼠ESC表现出全球相似的分化动力学，从而使CTCF不正调对基因表达的更微妙作用进行解剖。我们通过在野生型和突变条件下进行CTCF HICHIP来评估异常的CTCF-CTCF接触，在没有5mec的情况下。，鉴于H3K27AC在主动启动子和增强子上富含H3K27AC，我们继续评估了错误调节的CTCF结合对顺式调节接触的影响。使用DNA甲基化表观组编辑，我们能够直接证明DNA甲基马克能够影响CTCF结合。最后，对印迹ZDBF2基因的详细解剖表明，CTCF的5mec-抗抗酸如何允许分化过程中适当的基因调节。这项工作提供了全面的概述，概述了DNA甲基化如何影响早期胚胎事件的相关模型中的3D基因组。
植物发育、适应等中的顺式调控元件
顺式调控元件编码基因组蓝图，确保基因表达的正确时空模式，这对于适当的发育和对环境的反应必不可少。越来越多的证据表明，基因表达的变化是真核生物表型新颖性的主要来源，包括哺乳动物的疾病和癌症等急性表型。此外，在较长的进化时间尺度上影响顺式调控序列的遗传和表观遗传变异已成为形态分化和局部适应研究中反复出现的主题。在这里，我们讨论了各种顺式调控元件的功能和用于识别各种顺式调控元件的方法，以及它们在植物发育和对环境的反应中的作用。我们重点介绍了利用植物发育和环境反应背后的顺式调控变异进行作物改良的机会。尽管对植物顺式调控机制的全面了解落后于对动物的了解，但我们展示了一些突破性的发现，这些发现深远影响了植物生物学并塑造了对真核生物转录调控的整体理解。
通过精准定向寡核苷酸靶向插入实现植物高效蛋白质标记和顺式调控元件工程
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 2023 年 4 月 21 日发布。；https://doi.org/10.1101/2023.04.20.537731 doi：bioRxiv preprint