摘要 园艺作物的定向育种对于提高产量、营养成分以及农产品的形状和颜色等消费者看重的特性至关重要。然而,有限的遗传多样性限制了通过传统育种方法可以实现的作物改良的数量。基因顺式调控区的自然遗传变化通过改变其表达在塑造表型多样性方面发挥着重要作用。在作物物种中使用 CRISPR/Cas 编辑可以通过有针对性地引入遗传变异来加速作物改良。CRISPR/Cas 介导的顺式调控区工程(顺式工程)的出现为调节基因表达和创造表型多样性以有利于作物改良提供了一种更精细的方法。在这里,我们重点介绍 CRISPR/Cas 介导的顺式工程在园艺作物中的当前应用。我们描述了其在作物改良中的应用策略和局限性,包括从头发现顺式调控元件 (CRE)、精确基因组编辑和无转基因基因组编辑。此外,我们还讨论了当前技术和成就面临的挑战和前景。CRISPR/Cas 介导的顺式工程是生产能够更好地适应气候变化并为不断增长的世界人口提供粮食的园艺作物的重要工具。
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。
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
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。
(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
首次尝试评估半导体天然橡胶的电荷传输特性。合成了四种不同比例的碘-橡胶复合材料,并通过电流密度-电压特性 (JV) 和阻抗谱测试了电荷传输。确定了最佳迁移率值的最佳掺杂比,并讨论了注入势垒高度对迁移率的影响。还尝试将态密度 (DOS) 与迁移率和掺杂比关联起来。在相同的环境和实验条件下,将半导体天然橡胶的传输特性与最流行的 p 型材料之一聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)进行了比较,以证明其作为经济高效且绿色的替代有机半导体的潜力。
尽管细胞因子疗法在某些癌症患者中表现出治愈作用,但由于伴随全身给药的炎症毒性特征,临床用途仍然有限。下一代细胞因子方法包括特定的靶向和条件信号传导,重点是肿瘤微环境或特定的免疫细胞群体。在这里,我们共享一种新的方法,用于使用Alphaseq平台来设计IL-21治疗候选者,具有提高稳定性并降低对IL-21受体的亲和力。当与CD8靶向抗体融合时,这些失调的候选者对亲本IL-21和强细胞偏置信号传导的分析有所改善。虽然父母IL-21导致鼠MC38肿瘤模型中的剂量限制性毒性,但局部局部在CD8+细胞或Tigit+细胞的IL-21引起了强烈的抗肿瘤反应。结合使用,Alphaseq Lab Platform和Alphabind ML平台允许发现和优化各种生物制剂。
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。
1 Respucation of ResjudmentBioMédicen Red de Enfermedes Raras(Ciberer),西班牙巴塞罗那; 2大学庞贝·法布拉大学(UPF),西班牙巴塞罗那; 3西班牙巴塞罗那科学技术研究所(Bisti)基因组调节中心(CNAG-CRG)的Centro NacionaldeAnálisisGenómica(CNAG-CRG); 4 Isglobal,西班牙巴塞罗那; 5西班牙巴塞罗那巴塞罗那科学技术学院基因组监管中心(CRG); 6 CiberEpidemiologíay SaludPública(Ciberesp),西班牙巴塞罗那; 7医学基因组学集团,圣地亚哥大学,西班牙圣地亚哥·德·孔波斯特拉; 8英国布拉德福德的布拉德福德教学医院NHS基金会信托基金Bradford健康研究所; 9大学格勒诺布尔(Grenoble Alpes),Inserm,CNRS,环境流行病学团队,用于繁殖和呼吸遗产,法国格勒诺布尔; 10日环境科学系,立陶宛Kaunas Vytautas Magnus University; 11挪威挪威公共卫生学院环境卫生部;挪威; 12社会医学系,克里特岛克里特大学,希腊克里特岛; 13美国南加州大学凯克医学院预防医学系,美国洛杉矶,美国; 14 Medicine Genomics Group,Ciberer,Santiago de Compostela大学,西班牙圣地亚哥De Costela; 15加利西亚州基因组医学基金会,西班牙圣地亚哥·德·波多拉(Santiago de Costela); 16定量基因组医学实验室(QGENOMICS),西班牙巴塞罗那的埃斯普尔·德尔·洛布雷加; 17 Departoment de Biomedicine,DeNeurociències,巴塞罗那大学,巴塞罗那大学,西班牙
结果与讨论:发现了基因表达较高或较低的突变体,最终成熟谷物植酸酶活性 (MGPA) 较高或较低。田间试验和发芽期间的肌醇磷酸分析表明,PAPhy_a 不会影响试验条件下的农艺性能,但它确实缩短了发芽期间磷酸盐动员的滞后时间。较高的内源性 MGPA 可提高饲料用谷物质量,因为它可提高单胃动物的磷酸盐生物利用度。此外,由于 PAPhy_a 启动子的目标 CRE 基序与一系列种子表达基因(如关键的谷物和豆类储存基因)共享,因此当前结果展示了一种调节一系列种子基因的单个基因表达水平的概念。