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『每日资讯』蚊子血单细胞;白甲病;谱系分析鉴定水稻高产基因;美西螈基因组改进;大西洋宽吻海豚基因组改
1.PNAS: 蚊子血单细胞From PNAS,Unbiased classification of mosquito blood cells by single-cell genomics and high-content imaging.DOI: http...

1.PNAS: 蚊子血单细胞


From PNASUnbiased classification of mosquito blood cells by single-cell genomics and high-content imaging.


DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1803062115


蚊子血细胞是抵抗媒介传播病原体的免疫力的核心参与者,这些病原体摧毁了全世界数百万人的生命。 然而,它们的分子特性和分类仍存在争议。 通过应用单细胞RNA测序(scRNA-seq)和高含量成像流式细胞仪,研究者定义了一部分蚊子血细胞的分子指纹,并表征了两个转录不同的血细胞群,类似于先前描述的细胞类型。 令人惊讶的是,单细胞水平的细胞群分析揭示了两种细胞类型之间的活跃分子转移,这可能有助于细胞多样性和生物系统中可见的可塑性。[1]

图1.jpg 

Figure 1 Single-cell RNA sequencing of transgenic mosquitoes.

 

 

2.Journal of Human Genetics:白甲病


From Journal of Human GeneticsWhole exome sequencing identifies a novel dominant missense mutation underlying leukonychia in a Pakistani family.


DOI: https://doi.org/10.1038/s10038-018-0491-2


白甲病是一种遗传性疾病。它可能作为一个孤立的特征存在或与其他皮肤或全身性疾病相关。尽管已经发现了许多基因会导致白白甲病,但许多病例的潜在遗传病因仍然未知。在这里,Khan等报告了一个巴基斯坦家庭在母亲和她的五个孩子中呈现白甲和凹甲。所有受影响的个体在外观上都具有白色至苍白的指甲,分别表现出完全和部分白甲生成。同样,手指和脚趾的指甲呈现脆弱和凹陷,显示出凹甲病的特征。全外显子组测序和随后的Sanger测序鉴定了基因PLCD1中的致病性新错义突变(c.1390G> Ap.Glu464Lys),与常染色体显性模式中的病症共分离。计算机预测工具支持所鉴定突变的致病性。文献综述确定PLCD1中的突变仅引起白甲病。因此,该研究结果为PLCD1突变库添加了另一种致病变异,这将有助于理解白甲病潜在的分子机制。[2]

 图2.jpg

Figure 2 白甲病研究家系。


3.PNAS:谱系分析鉴定水稻高产基因


From PNASIdentifying a large number of high-yield genes in rice by


pedigree analysis, whole-genome sequencing, and CRISPR-Cas9 gene knockout.


DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1806110115


重复人工选择复杂性状有助于鉴定性状下的基因,特别是如果有多个选定的后代系可用的话。在这里,Huang等开发了一种基于谱系的方法来识别绿色革命(GR)表型的基因。从谱系分析中,选择了30个品种,包括“奇迹水稻”IR8GR标志物,其祖先和后代,以及用于鉴定高产基因的其他相关栽培品种。通过对这些基因组的测序,鉴定了28个祖先染色体块,这些块在所研究的所有高产品种中都得到维持。在这些区块中,鉴定了六个已知功能的基因,包括GR基因sd1123个具有未知功能的基因座。从123个基因座中随机选择了57个基因用于敲除或敲除研究,发现这些基因中的很大一部分是必需的或具有与水稻生产相关的表型效应。值得注意的是,与野生型品系相比,敲除品系的株高具有显著的变化(P <0.003),这是关键的GR性状。一些基因敲除或敲低特别有趣,例如,推定的葡萄糖基转移酶基因Os10g0555100的敲除显示出生长减少和穗结构改变。此外,研究还发现在一些保留的染色体块中,几个GR相关基因聚集,尽管它们具有不相关的序列,表明具有相似功能的基因聚类。总之,本研究已经在水稻中发现了许多高产基因。这种方法提供了一种识别与特定性状相关的基因的有力手段。[3]

 图3.jpg

Figure 3 Pedigree and flowchart for the identification of gene loci under selection.

 

4.BioRxiv:美西螈基因组改进


From BioRxivA Chromosome-Scale Assembly of the Enormous (32 Gb) Axolotl Genome.


DOI: https://doi.org/10.1101/373548


美西螈(Ambystoma mexicanum)为研究再生,进化和发育提供了关键模型。然而,它的大基因组(~32Gb)为遗传分析提供了巨大的障碍。今年出Nature上已经发表了其基因组[4],但是是由数千个scaffold构成,还不允许对基因组结构和功能进行大规模分析。 Smith等采用遗传作图的方法,利用密集的SNP分型信息,并首次将美西螈基因组组装成14条染色体。此外,使用荧光原位杂交来验证这14scaffold的结构,并将每个scaffold分配给其相应的物理染色体。这个新的组装版本覆盖了27.3Gb,包含之前94%的注释基因模型。通过比较美西螈和其他脊椎动物之间的直系同源来展示组装的效果,识别在美西螈基因种群发育过程中发生的历史渐渗事件的足迹,并精确地绘制几种表型,包括心脏突变体相关的大型缺失。这种染色体规模的组装将极大地促进美西螈的研究。[5]

图4.jpg 

Figure 4 Patterns of conserved Synteny across assembled A. mexicanum chromosomes.

 

5.BioRxiv:大西洋宽吻海豚基因组改进


From BioRxivNew de novo assembly of the Atlantic bottlenose dolphin (Tursiops truncatus) improves genome completeness and provides haplotype phasing.


DOI: https://doi.org/10.1101/376301


高质量的基因组对于解决育种,比较生物学,医学和保护规划方面的挑战至关重要。新的文库制备技术以及更好的组装算法导致非模型生物组装的持续改进,日益完善成高质量的参考基因组。Martinez-Viaud等报告了大西洋宽吻海豚的最新基因组组装,利用Illumina测序数据以及几种文库制备技术的组合。这些包括Linked-ReadsChromium10x Genomics),mate-pairs,长插入pair-end文库和普通的pair-end文库。使用商业DeNovoMAGICTM组装软件组装数据,产生两个组装版本,传统的“单倍体”组装和分型的二倍体组装。[6]

 图5.jpg

Figure 5  Comparison of quantitative statistics for different assemblies of the bottlenose dolphin.

 

参考文献

1.Severo, M.S., et al., Unbiased classification of mosquito blood cells by single-cell genomics and high-content imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018.

2.Khan, T., et al., Whole exome sequencing identifies a novel dominant missense mutation underlying leukonychia in a Pakistani family. J Hum Genet, 2018.

3.uang, J., et al., Identifying a large number of high-yield genes in rice by pedigree analysis, whole-genome sequencing, and CRISPR-Cas9 gene knockout. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018.

4.Nowoshilow, S., et al., The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators. Nature, 2018. 554(7690): p. 50-55.

5.Smith, J.J., et al., A Chromosome-Scale Assembly of the Enormous (32 Gb) Axolotl Genome. bioRxiv, 2018.

6.Martinez-Viaud, K.A., et al., New de novo assembly of the Atlantic bottlenose dolphin  improves genome completeness and provides haplotype phasing. bioRxiv, 2018.


参考文献下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/156QEJMDIjOc3sU7dh3WTUg 密码:yqtu

 


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『每日资讯』 教育程度大样本GWAS;水母眼睛进化;:噬菌体参与炎性肠病;乳腺癌表观组
 1.Nature Genetics: 教育程度大样本GWASFrom Nature Genetics,Gene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association st...

 1.Nature Genetics: 教育程度大样本GWAS


From Nature GeneticsGene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association study of educational attainment in 1.1 million individuals.


DOI: https://doi.org/10.1038/s41588-018-0147-3


今日,Nature Genetics报道了一项大型的教育程度的全基因组关联分析(GWAS,研究者对大约110万个体的样本进行了关联分析,并确定了1,271个独立的全基因组显著的SNP 对于这些SNP,研究者发现了跨环境的异质效应的证据。 SNP涉及参与大脑发育过程和神经元与神经元通信的基因。 在对X染色体的单独分析中,鉴定了10个独立的全基因组显著SNP,并估计男性和女性的SNP遗传率约为0.3%,与部分剂量补偿一致。 对教育程度和三种相关认知表型的联合(多表型)分析产生多基因分数,其解释了教育成就方差的11-13%和认知表现方差的7-10%。 这种预测准确性大大提高了多基因评分作为研究工具的效用。[1]

近年来,教育程度GWAS研究的样本量越来越多,也可以参考另外两篇CNS文章。[2, 3]

 图1.jpg

Figure 1 Manhattan Plot for GWAS of EduYears.

 

 

2.Current Biology:水母眼睛进化


From Current BiologyProlific Origination of Eyes in Cnidaria with Co-option of Non-visual Opsins.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.05.055


水母和他们的亲属没有大脑,行为只与基本的神经系统有关。但现在的分析表明,这些简单的海洋生物多次进化眼睛,将基本前体细胞转化为广泛的有用视觉系统。

 

加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的Natasha PiccianiTodd Oakley利用DNA序列构建了一个由刺胞动物门组成的进化树,这是一个包括水母,海葵和珊瑚在内的大型群体或门。然后,他们将有关物种光感能力的信息纳入其中。该团队发现,今天的刺胞动物的共同祖先可能会检测到光明和黑暗,但缺乏专门的眼睛。

 

在那个没有眼睛的祖先的后代中,至少有八个独立的进化事件引起了人们的注意,包括一些带有晶体和其他一些叫做眼罩的简单结构。至少两种主要类型的刺胞动物眼睛使用不同的分子系统进行光检测,这表明不同的谱系独立地共同选择祖先基因以实现视觉。[4]

图2.jpg 

Figure 2 Eyes Originated between 8 and 13 Times in Cnidaria.

 

3.Nature Microbiology:噬菌体参与炎性肠病


From Nature MicrobiologyMurine colitis reveals a disease-associated bacteriophage community.


DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-018-0210-y


肠道微生物群落的失调与炎性肠病(IBD)有关。旨在了解微生物群对炎性疾病的贡献的研究主要集中在细菌上,然而肠道中含有由原核病毒(噬菌体)主导的病毒成分。在IBD期间,噬菌体数量在肠粘膜表面升高并且噬菌体丰度增加,表明噬菌体在IBD中起着不明确的作用。研究者应用定量宏基因组学来研究结肠炎小鼠模型中的肠道噬菌体。研究发现在结肠炎期间,肠道噬菌体群体被改变并从有序状态转变为随机生态失调。研究鉴定了与肠道疾病相关的致病宿主特异性噬菌体,肠道疾病的丰度在结肠炎期间发生改变。另外,健康和患病小鼠中的噬菌体群体与来自健康人和患有IBD的人的噬菌体重叠。研究结果表明,肠道噬菌体群落在炎症性疾病期间发生了改变,为研究噬菌体参与IBD建立了基础。[5]

 图3.jpg

Figure 3 Caudovirales phage abundances are altered during T-cell-mediated colitis.

 

4.Nature Medicine:乳腺癌表观组


From Nature MedicineEnhancer mapping uncovers phenotypic heterogeneity and evolution in patients with luminal breast cancer.


DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-018-0091-x


内在和患者间表型异质性的程度及其在肿瘤进化中的作用知之甚少。表型漂移可以通过可遗传的转录程序传播。通过激活表观遗传学定义的调节区域(包括启动子和增强子)来维持细胞类型特异性转录。来自英国的科学家们注释了47个原发性和转移性雌激素受体(ERα)阳性乳腺癌临床标本的表观基因组,并从监管领域推断出表型异质性,确定了患者共同共享的关键监管要素。共享区域包含一组独特的监管信息,包括转录因子YY1的基序。他们将YY1鉴定为ERα转录活性的关键决定因素,促进大多数腔内患者的肿瘤生长。 YY1还有助于介导对内分泌治疗的抗性的基因的表达。最后,研究者在活性增强子元件上使用H3K27ac水平作为肿瘤内表型异质性的替代,以跟踪整个乳腺癌进展中表型亚群的扩张和收缩。通过追踪SLC9A3R1阳性细胞(一种真正的YY1-ERα调节基因)的克隆性,研究显示内分泌疗法选择在诊断时代表性不足的表型克隆。总的来说,本研究的数据显示表观遗传机制显著促成系统治疗的乳腺癌患者的表型异质性和进化。[6]

图4.jpg 

Figure 4 Assessment of inter- and intratumour epigenetic heterogeneity.

 

参考文献

1.Lee, J.J., et al., Gene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association study of educational attainment in 1.1 million individuals. Nature Genetics, 2018.

2.Rietveld, C.A., et al., GWAS of 126,559 individuals identifies genetic variants associated with educational attainment. Science, 2013. 340(6139): p. 1467-71.

3.Okbay, A., et al., Genome-wide association study identifies 74 loci associated with educational attainment. Nature, 2016. 533(7604): p. 539-42.

4.Picciani, N., et al., Prolific Origination of Eyes in Cnidaria with Co-option of Non-visual Opsins. Current Biology, 2018.

5.Duerkop, B.A., et al., Murine colitis reveals a disease-associated bacteriophage community. Nature Microbiology, 2018.

6.Patten, D.K., et al., Enhancer mapping uncovers phenotypic heterogeneity and evolution in patients with luminal breast cancer. Nature Medicine, 2018.


文献下载链接:https://pan.baidu.com/s/1UFzQz0TfSz6JsaVh_BzRug 密码:gg39

 


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遗骸里的秘密
  近日,发表在Current Biology上的“The Iceman’s Last Meal Consisted of Fat, Wild Meat, and Cereals”,研究者利用显微技术和多组学方法,还原了5000多年前冰人Ötzi的...

  近日,发表在Current Biology上的“The Icemans Last Meal Consisted of Fat, Wild Meat, and Cereals”,研究者利用显微技术和多组学方法,还原了5000多年前冰人Ötzi的最后一餐,发现他的饮食中脂肪含量相当高,胃里填充着野山羊、赤鹿、小麦和欧洲蕨等食物。

  5000多年前古人死前吃了什么都能检查出来,还有什么是我们做不到的?或许某一天,我们真如《侏罗纪公园》一样,利用古DNA技术复活了恐龙?霸王龙、三角龙、剑龙、棘龙、翼龙...

  随着古DNA技术的发展,我们已经获得了大量生物的古DNA信息,甚至还重建了某些已经灭绝的物种基因组,这不仅有利于我们了解物种的起源和进化,更能够帮助我们找出物种灭绝的真正原因,进而更好地对现存物种实施保护。

  人类从未停止过对古人类的探索,对尼安德特人、丹尼索瓦人等开展的古DNA研究已经逐渐厘清这些人群与现代人类之间的遗传联系,在北京房山田园洞发现的男性遗骸,揭开了我国古人类DNA研究的序幕。

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1 田园洞遗址图

  研究发现田园洞人是古东亚人,但他并不是现代东亚人的直接祖先,而是现代东亚人的直接祖先的亲戚。田园洞人和来自比利时的古欧洲人具有遗传上的联系,然而这种联系并未在其他古欧洲人中发现,推测田园洞人和来自比利时的古欧洲人都与一个未知人群存在联系,这个未知人群与他们的祖先发生过基因交流。田园洞人与南美洲的土著人群比其他地方的美洲土著人有着更近的遗传联系。最后,作者勾勒出一幅3.5万年前欧亚大陆早期现代人分布图,包括至少4个人群,对当代欧洲人有遗传贡献的Kostenki14,对当代东亚人有遗传贡献的田园洞人,目前没有观察到对任何当代人群有明显遗传贡献的Ust-IshimOase1,以及假设出来的对当代欧洲人和古代近东人群都有遗传贡献的未知人群(basal Eurasian[1]

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2 田园洞人与其他人群关系示意图

  狗作为人类最好的朋友,人类也从未停止过对它的探索。狗被驯化了很长时间,与狼、不同品种的狗之间进行了多次杂交,导致现代狗基因组中很多基因有着完全不同的来源,因而,利用古DNA技术对古代狗进行研究,有助于我们了解狗的起源。

 

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3 美洲狗

  研究者对来自北美和西伯利亚古代狗的71个线粒体和7个核基因组进行测序,并结合已发表的145个现代和古代犬科动物线粒体数据和45个现代犬科动物全基因组数据进行研究,结果表明美洲狗并非起源于北美狼,而是形成了单系血统,可能起源于西伯利亚,与人们一起到达美洲,在欧洲人到来之后,美洲本土狗几乎完全消失,在现代狗群中留下了极少的遗传遗产,与美洲狗关系最为密切的是犬传染性性病瘤(CTVT),来源于一个8000年前的狗[2]

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4 美洲狗与其他狗关系示意图

  起源和进化一直是进化生物学研究的重点。“我是谁?我来自何方?我去向那里?”,随着现代技术的发展,我们不再仅仅依赖于化石研究物种起源,而是借助于更加可靠的线粒体DNA和核基因组技术弄清物种的起源,如何由简单到复杂、低级到高级,怎样应对残酷的自然选择...

  猛犸象被认为是生活在更新世中后期的种群数量最丰富的巨型动物,然而在由更新世向全新世转变时期(约11000年前),猛犸象在地球上几乎消失,只有一个非常小的群体迁徙到弗兰格尔岛上存活下来,最后一批猛犸象被认为是距今4000年前生活在弗兰格尔岛的猛犸象。

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5 猛犸象

  研究者对两头猛犸象(距今约4300年的弗兰格尔岛的猛犸象臼齿,距今约44,800年的西伯利亚的猛犸象软组织)的基因组进行分析,发现两头猛犸象经历了相似的种群变迁轨迹,在更新世的早期或中期(189,000-1,646,000年前),猛犸象经历了一次种群瓶颈效应,而后在更新世向全新世转变期间(8,000-71,000年),弗兰格尔岛的猛犸象种群又经历了一次严重的种群消减。对两头猛犸象基因组进行比较,弗兰格尔岛猛犸象基因组纯合子区域升高了2,800%,杂合率降低了20%,文章认为,弗兰格尔岛的猛犸象,作为地球上最后的猛犸象群体,在种群灭绝之前经历了遗传多样性的降低[3]

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6 猛犸象全基因纯合度和杂合度估计

  旅鸽,又称北美旅鸽,它还有一个很悲伤的名字-漂泊鸠,也许正因为这样一个悲伤的名字,注定了它在短暂的时间内灭绝的悲惨命运。191491日,最后一只旅鸽玛莎终老于美国辛辛那提动物园,旅鸽这一物种从此灭绝了。

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7 最后的旅鸽

  研究者利用41只旅鸽的线粒体基因组推断了旅鸽种群的历史数量,发现在过去两万年内,旅鸽有效群体大小估计值为1300万。进一步对4只旅鸽基因组(2只旅鸽数据由最新测序获得,2只旅鸽数据从数据库中获得)和2只斑尾鸽基因组进行比较,研究发现:在选择的作用下,旅鸽的遗传多样性低(染色体两端较高的遗传多样性与鸟类染色体两端的重组较高有关),除去染色体两端的部分,大多数区域遗传多样性甚至比斑尾鸽还低,遗传多样性的降低导致旅鸽无法适应环境的变化,最终灭绝[4]

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8 旅鸽和斑尾鸽的分布及遗传多样性比较

  猛犸象和旅鸽的灭绝都与遗传多样性的降低有关。过去对于濒危物种的保护主要停留在宏观层面,如就地保护、迁地保护等,缺少对其内在机理的研究,如遗传多样性、基因交流等。随着高通量测序技术的发展,可以对这些物种进行全基因组测序,通过群体结构、遗传多样性、基因流等信息,探讨物种的演化机制,为它们的保护提供理论依据。

  2017年第19届国际植物学大会期间,深圳华大生命科学研究院联合多位植物学领域的权威专家共同发起了万种植物基因组计划,该计划引起了全社会的关注,并获得了Nature Plants[5]的高度评价,希望这一行动能够推进生物多样性、进化和生态保护的研究,共建和谐、多样的生物圈。

图片9.png

9 Nature Plants 发文关注万种植物基因组计划

 

参考文献:

1.Yang M A., Gao X, Theunert C, et al. 40,000-Year-Old Individual from Asia Provides Insight into Early Population Structure in Eurasia. Current Biology, 2017

2.Leathlobhair M N, Perri A R., Irving-Pease E K., et al. The evolutionary history of dogs in the Americas. Science, 2018

3.Palkopoulou E, Mallick S, Skoglund P, et al. CompleteGenomesRevealSignaturesofDemographic

and Genetic Declines in the Woolly Mammoth. Current Biology, 2015

4.Murray G G. R., Soares A E. R., Novak Ben J., et al. Natural selection shaped the rise and

fall of passenger pigeon genomic diversity. Science, 2017

5. Twyford A D.. The road to 10,000 plant genomes. Nature Plants, 2018


古基因组
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『每日资讯』体细胞核移植重编程;子宫内膜异位;细胞质核整合与共进化;总结表观转录组修饰;lncRNA
 1.Cell Stem Cell: 体细胞核移植重编程From Cell Stem Cell,Somatic Cell Nuclear Transfer Reprogramming: Mechanisms and Applications.DOI:...

 

1.Cell Stem Cell: 体细胞核移植重编程


From Cell Stem CellSomatic Cell Nuclear Transfer Reprogramming: Mechanisms and Applications.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.06.018


通过体细胞核移植(SCNT)成功克隆猴子(首个非人类灵长类动物的克隆)在今年早些时候引起了全世界的关注。 值得注意的是,自1997年克隆多利羊以来,已经花了20多年的时间才实现这一壮举。 这一成功很大程度上归因于最近对阻碍SCNT介导的重编程的表观遗传障碍的理解以及克服这些障碍的关键方法的建立,这也有效地推导了人多能干细胞用于细胞治疗。 哈佛大学张毅教授的最新综述总结了SCNT技术的最新进展及其在生殖和治疗性克隆方面的潜在应用。[1]

 图1.jpg

Figure 1 Diagram Showing the Major Steps of Reproductive and Therapeutic Cloning Compared to Natural Fertilization.

 图2.jpg

Figure 2 哺乳动物克隆史

 图3.jpg

Figure 3 Molecular Mechanisms of SCNT.

 

2.Nature Reviews Disease Primers:子宫内膜异位


From Nature Reviews Disease PrimersEndometriosis.


DOI: https://doi.org/10.1038/s41572-018-0008-5


子宫内膜异位症是一种常见的炎症性疾病,其特征在于子宫外组织的存在,其类似于子宫内膜,主要在盆腔器官和组织上。它影响了5-10%的育龄妇女(全世界的1.76亿妇女)并且与盆腔疼痛和不育有关。虽然可以通过超声检查和MRI检测卵巢子宫内膜瘤和深部结节形式的疾病,但只能通过组织学验证的手术可视化来可靠地确定诊断。逆行性月经被认为是子宫内膜沉积的重要起源,但涉及其他因素,包括有利的内分泌和代谢环境,上皮 - 间质转化和改变的遗传易感妇女的免疫和炎症反应。目前的治疗方法由主要适应症(不孕症或骨盆疼痛)决定,并且仅限于手术和激素治疗以及镇痛药,其中许多副作用很少能提供长期缓解。子宫内膜异位症严重影响妇女及其家庭的生活质量,并需要大笔的治疗费用,社会影响类似于其他慢性疾病如2型糖尿病,克罗恩病和类风湿性关节炎。未来的研究必须集中于了解发病机制,识别疾病亚型,开发非侵入性诊断方法以及针对希望怀孕的女性可接受的非激素治疗。[2]

 图4.jpg

Figure 4 Staging of endometriosis.

 图5.jpg

Figure 5  Algorithm for management of endometriosis-associated pain.

 

 

3.Nature Reviews Genetics:细胞质核整合与共进化


From Nature Reviews GeneticsCytonuclear integration and co-evolution.


DOI: https://doi.org/10.1038/s41576-018-0035-9


真核细胞内的细胞质和细胞质(线粒体和质体)基因组之间遗传物质的分配需要这

些基因组区室之间的协调整合,具有重要的进化和生物医学意义。 一个经典的问题是:细胞质通过基因丢失,转移和功能替代等方式普遍减少细胞质基因组 - 而且为什么它们几乎总是以某种最小的形式保留。 细胞核整合的一个显著后果是存在由两个不同基因组编码的亚基组成的“嵌合”酶复合物。 结构生物学和比较基因组学的进展正在对这些复合物的进化提出重要的见解,包括相关的序列变化和新亚基的募集。 因此,嵌合的细胞核复合物为分子共同进化的机制提供了有力的窗口。[3]

 图6.jpg

Figure 6 Variation in mitochondrial gene content across eukaryotic lineages.

 

4.Cell:总结表观转录组修饰


From CellSnapShot: Messenger RNA Modifications.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.046


mRNA修饰正在定义一个复杂的新层,它正在被广泛认可为表征系统。 SnapShot总结了mRNA修饰新兴领域的重大突破,以提供所涉及的分子参与者的概述以及在mRNA转录物中发生的越来越多的修饰的功能性后果中获得的见解。[4]

一项新兴的研究揭示了RNA修饰介导的基因表达和蛋白质翻译调控,已经形成了一个新的生物复杂层:上皮细胞。迄今为止,已经表征了超过150种不同的RNA化学修饰。大多数这些变化最初都是高度丰富的非编码RNA,包括核糖体RNArRNA),转移RNAtRNA)和小核RNAsnRNA),并涉及多种疾病,包括癌症(EstellerPandolf2017),但最近检测方法的进展使它们能够在信使RNAmRNA)中进行鉴定。这个SnapShot总结了表观转录组学在最近取得的重要突破,重点关注迄今为止在哺乳动物中描述的mRNA修饰:N1-N6-甲基腺苷(m1Am6Am6Am),3-5-甲基胞嘧啶(m3Cm5C),5-羟甲基胞嘧啶(hm5C),假尿苷(Ψ)和2'-O-甲基化(Nm)。而对mRNA的第一次化学修饰是在40多年前确定,它们的功能重要性才刚刚开始被发现。N6-甲基腺苷(m6A)擦除酶的发现,FTOJia等,2011),提供了mRNA中可逆转录后修饰的第一个证据,并且对mRNA修饰有了强烈的兴趣。从那时期,表观转录组的写入,读取和擦除的复杂网络的研究开始流行起来。经过METTL3 / METTL14甲基转移酶复合物进行m6A沉积后,功能性结果由大量的读取(Reading)蛋白质协调完成。


m6A的第一个全面的转录组范围图谱(Dominissini等,2012; Meyer等,2012)开始,技术改进已经允许这种和其他修改的全局特征化。这些方法中的一些通过免疫沉淀RNA或共价结合的RNA-甲基化酶复合物来富集修饰的RNA,然后进行NGS测序(Li et al。,2016年综述)。考虑到在调整基因表达和翻译中外显子标记的强烈影响,表观遗传学改变与几种综合征和疾病有关,包括癌症和神经系统疾病,这并不奇怪。但是,在大多数情况下,尚未建立与特定RNA修饰的异常沉积模式的直接联系。

最近的研究还揭示了在转录物的5'末端出现N6,2'-O-二甲基腺苷(m6Am)。这种可逆修改,由FTO擦除,会影响到mRNA的稳定性。另一种影响腺嘌呤的修饰是N1-甲基腺苷(m1A),在翻译起始密码子附近的核mRNA中普遍存在,也在线粒体中发现CDS3'UTR处的mRNA。目前的检测方法利用了庞大的修饰在逆转录过程中引起的结构效应,导致截短的reads和错误掺入模式(Li et al。,2016综述)。与其他修饰类似,其沉积由几种蛋白质动态调节。目前,它的分子功能仍然未知,尽管其在5'UTR的特征定位可能表明其在翻译中的作用(Dominissini等,2016)。


尽管在大量非编码RNA中长期存在5-甲基胞嘧啶(m5C),但其最近才显示其在编码RNA中的存在。发现方法利用未甲基化胞嘧啶对亚硫酸氢盐的反应性或富集甲基化RNALi et al2016年综述)。最初的转录组范围的谱系已经鉴定出mRNA中数百至数千个m5C位点。 NSUN2DNMT2存储这种修改(FryeBlanco2016; Yang等,2017),同时氧化衍生物在mRNA中检测到m5C,尚未发现哺乳动物m5C easerFryeBlanco2016综述)。直到最近,才报道了Aly / REF输出因子(Reader)。

图7.jpg 

Figure 7 Research summary.


5.Trends in GeneticslncRNAs注释与表征


From Trends in GeneticsStrategies to Annotate and Characterize Long Noncoding RNAs: Advantages and Pitfalls.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.tig.2018.06.002


总的来说,lncRNAs的研究不仅令人兴奋,而且在方法论上也带来了非常的挑战性。挑战主要源于这些RNA的许多独特特征,这些特征在其注释的每个层面都会产生技术障碍。

 

已经针对lncRNA注释的每个层面开发了多种计算机和湿法策略,从基因组架构和基本注释开始,一直到机制和功能洞察。然而,每一个都有独特的优势,但也有局限性和警告,其理解对于正确实施和解释这些方法至关重要。

 

整合来自多种方法的数据很可能会降低生物和技术噪音,验证lncRNA功能的真实机制,并对这些转录本进行分类。

 

在过去十年中,对长链非编码RNAlncRNA)的兴趣激增。然而,尽管大量的科学数据暗示这些转录本涉及过多的分子和细胞过程,但围绕这些RNA存在很多争议。其中一个主要原因在于lncRNA的多种独特特征限制了用于表征它们的可用方法。结合其庞大的数量和不充分的分类,使得全面注释成为一项艰巨的任务。这一复杂挑战的解决方案可能在于深入了解每种计算和经验方法的优点和缺点,并整合多种策略以降低噪音,验证结果并对lncRNA进行分类。本综述回顾了在新兴的应用概念指导的背景下,常用于功能表征和lncRNA注释的策略的优点和注意事项。[5]

 图8.jpg

Figure 8 Overview of Unique Features of Long Non-Coding RNAs (lncRNAs) and the Challenges They Create for Functional Annotation of lncRNA Transcripts.

 图9.jpg

Figure 9 Flow Chart Depicting the Application of Methods to Annotate a Novel.


6.Trends in GeneticslncRNAs的新角色


From Trends in GeneticsNew and Prospective Roles for lncRNAs in Organelle Formation and Function.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.tig.2018.06.005


lncRNA在越来越多的相分离核糖核蛋白复合物中发挥重要的成核和结构作用,这些复合物在此称为微体。

 

微体形成由长,重复,未剪接和非多腺苷酸化的lncRNA(称为arcRNA)成核。

 

lncRNA可与膜和特定磷脂(PIP3)相互作用。

 

lncRNAs可以将蛋白质靶向膜。

 

lncRNAs是外泌体的重要功能成分,可能在其形成和功能中发挥作用。

 

长链非编码RNAlncRNA)研究领域快速增长,大部分兴趣都集中在它们在细胞核中的作用。然而,越来越多的证据开始揭示核外甚至更多细胞外的功能。这些作用中的大部分是由新发现的特性介导的,包括lncRNA与脂质,膜和无序蛋白结构域相互作用的能力,以及形成差异可溶的RNA-蛋白质亚细胞器。本综述探讨了这些新特性和能力所带来的可能性,例如外泌体形成和功能中的可能作用。

 

在过去十年中,关于lncRNAs的出版物数量每年都在增加一倍。在之前的一篇综述文章中,本综述作者回顾了这些研究是如何开始表明5万至100万个预测的人类lncRNA基因中很大一部分可能具有功能性。本综述作者则专注于新兴的lncRNA在成核相分离的亚细胞器中的作用以及将蛋白质靶向膜的作用,以及这些新作用如何组合以控制膜封闭的细胞器的形成和功能。[6]

 图10.jpg

Figure 10 New Roles for Long Non-Coding RNAs (lncRNAs).

 

参考文献

1.Matoba, S. and Y. Zhang, Somatic Cell Nuclear Transfer Reprogramming: Mechanisms and Applications. Cell Stem Cell, 2018.

2.Zondervan, K.T., et al., Endometriosis. Nat Rev Dis Primers, 2018. 4(1): p. 9.

3.Sloan, D.B., et al., Cytonuclear integration and co-evolution. Nat Rev Genet, 2018.

4.Davalos, V., S. Blanco, and M. Esteller, SnapShot: Messenger RNA Modifications. Cell, 2018. 174(2): p. 498-498 e1.

5.Cao, H., C. Wahlestedt, and P. Kapranov, Strategies to Annotate and Characterize Long Noncoding RNAs: Advantages and Pitfalls. Trends Genet, 2018.

6.Krause, H.M., New and Prospective Roles for lncRNAs in Organelle Formation and Function. Trends Genet, 2018.

 

参考文献下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/1nrrbN57LRtYSJQ-GGEyG2Q 密码:g3eh


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『每日资讯』果蝇大脑3D图像;绘制人类细胞的遗传图谱;前列腺癌样本结构变异检测
1.Cell:果蝇大脑3D图像 From Cell,A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster. DOI: http...

1.Cell:果蝇大脑3D图像

 

From CellA Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.019

 图1.jpg

Figure 1 An adult fruit-fly brain in all its glory.

 

科学家已经制作了一个如此详细的果蝇大脑的3D图像,研究人员可以追踪整个器官神经元之间的联系。

 

果蝇(Drosophila melanogaster)表现出一系列复杂的行为,包括求偶舞蹈和学习1。但了解驱动这些行为的神经网络仍然是一个挑战。719日发表在Cell上研究,将昆虫的大脑分解为单个细胞 - 揭示了一些以前从未见过的神经元。这为科学家提供了一种研究果蝇行为的新工具,并允许他们将昆虫的神经网络与其他物种的神经网络进行比较。

 

研究人员将一只果蝇的大脑 (大约相当于罂粟籽的大小 )切成了7,000多个切片,然后通过样本射出一束电子。一台高速摄像机捕获了每个切片的高分辨率图片(这是以前从未使用过的过程 )生成大约2100万张图像,团队使用自定义计算机软件拼接在一起。

 

小脑,大价值

 

加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的神经生物学家Tomoko Ohyama表示,具有这种细节水平的图片是宝贵的资源。她承认制作如此庞大的数据集很困难,但也强调它是完全理解果蝇行为的基石。

 

研究报告的共同作者,弗吉尼亚州阿什伯恩的霍华德休斯医学研究所Janelia研究院的神经科学家Davi Bock说,这些数据将使研究人员能够识别特定行为背后的所有神经元。他将果蝇的脑图比作电子设备的电路图。他说,只有了解了所有部分才能提供信息,科学家目前只了解其中的一部分。

 

Bock和他的同事们公开了数据,为研究人员提供了构建实验所需的支架,并填补了一些空白。

 

“我认为在接下来的几年里,我们将看到来自这个数据集和其他人的非常完整的接线图的到来,”Bock说。(Doi: 10.1038/d41586-018-05782-x

 

研究亮点[1]

•一个完整的成年果蝇大脑用EM成像,并已公开发布

•成像体积能够在突触分辨率下实现电路的大脑跨越映射

•绘制了所有蘑菇体(MB)的萼输入,揭示了新的细胞类型MB-CP2

•以前身份不明的突触伴侣在MB萼中形成复发性微电路

 图2.jpg

Figure 2 Target Volume and EM Acquisition Infrastructure.

 

2.Cell:绘制人类细胞的遗传图谱

 

From CellMapping the Genetic Landscape of Human Cells.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.010

 

Seminal yeast的研究已经确立了全面绘制遗传相互作用(GI)以推断基因功能的价值。使用聚焦基因集的人类细胞的努力强调了这种方法的实用性,但是生成大规模,多样化的人类GI图谱的可行性仍然没有得到解决。加州大学的科学家们开发了CRISPR干扰平台,用于人类GI的大规模定量绘图。他们系统地扰乱了两个癌细胞系中的222,784个基因对。获得的图谱聚类功能相关的基因,并对以前未表征化的基因做了功能注释,包括TMEM261,一种新的电子传递链组分。单个GI确定了途径之间的意外关系,例如特定的胆固醇生物合成中间体,其积累诱导脱氧核苷酸消耗,引起复制性DNA损伤和与ATR / 9-1-1 DNA修复途径的合成致死相互作用。研究的图谱提供了广泛的资源,建立了GI图作为解剖基因功能的高分辨率工具,并作为绘制人类细胞遗传景观提供了蓝图。[2]

 图3.jpg

Figure 3 Research summary.

 

3.Cell: 前列腺癌样本结构变异检测


From CellGenomic Hallmarks and Structural Variation in Metastatic Prostate Cancer.


DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.039

虽然已经在许多癌症中检测到了影响蛋白质编码区的突变,但是在全基因组水平上的结构变异(SV)仍然研究较少或者不完整。来自UCSF的科学家们通过测序101个去势抵抗性前列腺癌样本(109X肿瘤/ 38X正常覆盖)的全基因组和转录组,鉴定了改变肿瘤发生和进展的关键调节因子的SV,其不能通过WES的方法检测到。值得注意的是,在81%的患者中观察到雄激素受体(AR)上游624kb的基因间增强子区域的扩增,与AR表达增加相关。在与翻译后MYC调节相关的lncRNA中,串联重复热点也发生在MYC附近。结构变异的类别与不同的DNA修复缺陷相关,表明它们的病因学,包括CDK12突变与串联重复的关联,具有反向重排和染色过程的TP53失活,以及缺失的BRCA2失活。总之,这些观察结果提供了结构变异如何影响转移性前列腺癌中关键调节因子的全面认知。[3]

 

图4.jpg 

Figure 4 Research summary.


 

4.Cell:独立验证前列腺癌风险位点rs11672691


From CellBiology and Clinical Implications of the 19q13 Aggressive Prostate Cancer Susceptibility Locus.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.003

 

全基因组关联研究(GWAS)已确定rs11672691与侵袭性前列腺癌(PCa)相关。来自芬兰奥卢大学的科学家们在一组2,738PCa患者中独立证实了这一发现,并发现了这种关联的生物学机制。研究发现rs11672691的侵袭性PCa相关等位基因G与两种生物学上合理的候选基因PCAT19CEACAM21的转录水平升高有关,这与PCa细胞生长和肿瘤发展有关。机制上,rs11672691存在于增强子元件中并改变HOXA2的结合位点,HOXA2是一种新的致癌转录因子,具有PCa的预后潜力。值得注意的是,CRISPR / Cas9介导的单核苷酸编辑显示rs11672691PCAT19CEACAM21表达和PCa细胞侵袭性表型的直接作用。临床资料显示rs11672691基因型和PCAT19 / CEACAM21基因表达对PCa预后的协同作用。这些结果为rs11672691与侵袭性PCa相关提供了合理的机制,因此奠定了将这一发现转化为临床的基础工作。[4]

 图5.jpg

Figure 5 Research summary.

 

5.Cell:背靠背文章揭示噬菌体与CRISPR之间的拮抗与合作

 

From CellBacteriophage Cooperation Suppresses CRISPR-Cas3 and Cas9 Immunity.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.013

 

From CellAnti-CRISPR Phages Cooperate to Overcome CRISPR-Cas Immunity.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.05.058

 

第一篇:摘要

细菌利用CRISPR-Cas适应性免疫系统来保护噬菌体,并且一些噬菌体产生抑制免疫功能的抗CRISPRAcr)蛋白。 尽管一些Acr蛋白具有完整的机制和结构信息,但感染期间噬菌体如何部署和利用它们尚不清楚。来自UCSF的科学家研究表明,当面对CRISPR-Cas免疫时,Acr产生不能保证噬菌体复制,相反,当噬菌体种群数量低于临界阈值时,感染失败。 只有当多个噬菌体基因组对单个细胞贡献足够的Acr剂量时,感染才会成功。 通过不能复制的噬菌体基因组产生Acr蛋白使细胞免疫抑制,这使细胞易于被群体中的其他噬菌体成功感染。 这种用于CRISPR-Cas抑制的利他机制证明了病毒间的合作,其也可以在其他宿主 - 寄生虫相互作用中表现出来。[5]

 图6.jpg

Figure 6 第一篇文章研究概括图。

第二篇:摘要

一些噬菌体编码抗CRISPRacr)基因,其通过结合其机器的组分来拮抗细菌CRISPR-Cas免疫系统,但是不清楚这些acr基因的部署如何影响噬菌体复制和流行病学。英国埃克塞特大学的科学家们证明具有CRISPR-Cas抗性的细菌仍然对编码Acr的噬菌体部分免疫。因此,Acr噬菌体通常需要合作以克服CRISPR抗性,第一噬菌体阻断宿主CRISPR-Cas免疫系统以允许第二Acr噬菌体成功复制。这种合作导致流行病学临界点,其中Acr噬菌体的初始密度促使从噬菌体灭绝到噬菌体流行的平衡。此外,较高水平的CRISPR-Cas免疫力和较弱的Acr活性都将转折点转向较高的初始噬菌体密度。总的来说,这些数据有助于阐明噬菌体编码的免疫抑制剂与它们靶向的CRISPR系统之间的相互作用如何影响细菌 - 噬菌体种群动态。[6]

 图7.jpg

Figure 7 第二篇文章研究概括图。


6.Science:透明细胞肾细胞癌(ccRCC)潜在靶点ZHX2

 

From ScienceVHL substrate transcription factor ZHX2 as an oncogenic driver in clear cell renal cell carcinoma.

 

DOI: 10.1126/science.aap8411

 

透明细胞肾细胞癌(ccRCC)是肾癌的亚型,其特征在于约90%的患者中von Hippel-LindauVHL)基因的失活。 VHLE3 ubiqutin连接酶复合物的底物识别组分,其靶向脯氨酰 - 羟基化蛋白质用于蛋白酶体降解。 VHL的典型靶标是缺氧诱导因子(HIFs)的α亚基,它们是氧不稳定转录因子,在ccRCC发育早期成为组成型稳定因子,因此直接转录程序促进血管生成和细胞内代谢重新布线。鉴定除HIFα以外的VHL底物逃脱降解并促成肿瘤发生可能代表ccRCC的新治疗方法。来自北卡罗来州大学医学院的科学家们证明转录因子锌指和同源框2ZHX2)是先前未鉴定的VHL靶标,其通过调节核因子κBNF-κB)信号传导来促进ccRCC肿瘤发生,可能识别治疗ccRCC的靶标。[7, 8]

 图8.jpg

Figure 8 Mechanisms of tumorigenesis in VHL-defcient ccRCC.

 

参考文献

1.Zheng, Z., et al., A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster. Cell, 2018.

2.Horlbeck, M.A., et al., Mapping the Genetic Landscape of Human Cells. Cell, 2018.

3.Quigley, D.A., et al., Genomic Hallmarks and Structural Variation in Metastatic Prostate Cancer. Cell, 2018.

4.Gao, P., et al., Biology and Clinical Implications of the 19q13 Aggressive Prostate Cancer Susceptibility Locus. Cell, 2018.

5.Borges, A.L., et al., Bacteriophage Cooperation Suppresses CRISPR-Cas3 and Cas9 Immunity. Cell, 2018.

6.Landsberger, M., et al., Anti-CRISPR Phages Cooperate to Overcome CRISPR-Cas Immunity. Cell, 2018.

7.Sanchez, D.J. and M.C. Simon, Transcriptional control of kidney cancer. Science, 2018. 361(6399): p. 226-227.

8.Zhang, J., et al., VHL substrate transcription factor ZHX2 as an oncogenic driver in clear cell renal cell carcinoma. Science, 2018. 361(6399): p. 290-295.

 

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『每日资讯』白血病侵入中枢神经的机制;胸腺基质单细胞图谱;便携基因组浏览器GIVE;Cancerin
1.Nature:白血病侵入中枢神经的机制 From Nature,Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system. DOI: https:...

1.Nature:白血病侵入中枢神经的机制

 

From NatureLeukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0342-5

 

急性淋巴细胞白血病(ALL)具有转移至中枢神经系统(CNS)的显著倾向。与来自实体瘤的脑转移相反,ALL的转移很少涉及实质,但是被分离到软脑膜(这是癌症侵袭的罕见部位)。虽然ALL的所有亚型都发生CNS转移,但尚未确定入侵的统一机制。在这里,Hisayuki Yao等的研究显示循环中的所有细胞都不能破坏小鼠的血脑屏障;相反,它们沿着直接通过椎骨或颅骨骨髓和蛛网膜下腔的血管迁移到CNS。这些桥接血管的基底膜富含层粘连蛋白,已知层粘连蛋白协调CNS中神经元祖细胞的寻路。层粘连蛋白受体α6整联蛋白在大多数ALL病例中表达。他们发现α6整合素 - 层粘连蛋白相互作用介导体外ALL细胞向脑脊液的迁移。用PI3Kδ抑制剂处理ALL异种移植物的小鼠,其抑制ALL细胞上α6整合素的表达,或特异性α6整合素中和抗体,并显示沿桥接血管的ALL转运,脑脊液中的胚细胞计数和CNS疾病症状显著减少。最低限度地减少骨髓疾病的负担。这个研究的数据表明:ALL中常见的α6整合素表达允许细胞使用神经迁移途径侵入CNS[1]

 图1.jpg

Figure 1 PI3Kδ inhibition blocks progression of ALL in the CNS in vivo.

 

2.Nature:胸腺基质单细胞图谱

 

From NatureSingle-cell mapping of the thymic stroma identifies IL-25-producing tuft epithelial cells.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0346-1

 

T细胞的发育和选择在胸腺中由不同特化的基质群体协调。尽管多年来在鉴定胸腺间质细胞室的不同细胞类型的功能方面取得了很大进展,但是没有对其多样性和异质性进行全面揭示。在这里,Chamutal Bornstein等结合大规模并行单细胞RNA测序(scRNA-seq),空间映射,染色质分析和基因靶向,以从小鼠胸腺的整个基质区室重新表征。整个研究确定了数十种细胞状态,胸腺上皮细胞(TECs)显示出最高程度的异质性。分析突出了四个主要的髓质TECmTEC I-IV)群体,具有不同的分子功能,表观遗传特征和谱系调节因子。具体而言,mTEC IV构成了具有肠道化学感应上皮簇细胞的分子特征的新的高度发散的TEC谱系。缺乏Pou2f3(簇绒细胞的主要调节因子)的小鼠具有mTEC IV细胞的完全和特异性消耗,这导致胸腺驻留型2型先天淋巴样细胞的水平增加。总体而言,改研究提供了胸腺基质的全面特征,并确定了一种新的簇状TEC群体,这对于塑造胸腺中的免疫生态位置至关重要。[2]

 图2.jpg

Figure 2 The medulla epithelial compartment has diverse molecular functions.

 

3.Genome Biology: 便携基因组浏览器GIVE

 

From Genome BiologyGIVE: portable genome browsers for personal websites.

 

DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-018-1465-6

 

基因组数据的日益普及和多样化需要便携式和通用的基因组浏览器。 在这里,我们提出了一个名为GIVE的开源编程库,它有助于创建个性化的基因组浏览器,而无需系统管理员。 通过插入HTML标签,可以向个人网页添加多种类型的基因组数据的交互式可视化,包括基因组注释,“线性”定量数据和基因组交互数据。 GIVE包含一个名为HUGHTML Universal Generator)的图形界面,可自动生成用于显示用户所选数据的HTML代码,可以将其复制粘贴到用户的个人网站中,也可以保存并与协作者共享。 可通过以下网址获取GIVEhttps//www.givengine.org/ [3]

 

 图3.jpg

Figure 3 A schematic representation of the different features of GIVE.[4]

 

4.PLOS Comput BiolCancerin推断ceRNA互作

 

From PLOS computational Biology Cancerin: A computational pipeline to infer cancer-associated ceRNA interaction networks.

 

DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006318

 

miRNA通过与其RNA转录物结合来抑制靶基因的表达。最近已经表明,由相同miRNA靶向的RNA转录物可以“竞争”miRNA分子,从而间接地相互调节。实验证据表明,这种miRNA介导的RNA之间相互作用的异常 - 称为竞争性内源性RNAceRNA)相互作用 - 可在肿瘤发生中起重要作用。鉴于难以破译背景特异性miRNA结合,以及存在各种基因调控因子,例如DNA甲基化和拷贝数改变,准确推断背景特异性ceRNA相互作用是计算上具有挑战性的任务。Duc Do等开发了一种名为Cancerin的计算方法来识别癌症相关的ceRNA相互作用。癌症包括DNA甲基化,拷贝数改变,基因和miRNA表达数据集以构建癌症特异性ceRNA网络。研究者将Cancerin用于TCGA项目的三个癌症数据集做测试。分析结果表明,ceRNAs富含癌症相关基因,推断的ceRNA网络中的ceRNA模块参与癌症相关的生物过程。在乳腺癌细胞系中使用LINCS-L1000 shRNA介导的基因敲低实验来评估准确性,Cancerin能够高精度地预测ceRNA基因的表达结果。[5]

图4.jpg 

Figure 4 Cancerin pipeline to infer cancer-associated ceRNA interaction networks.

 

参考文献

1.Yao, H., et al., Leukaemia hijacks a neural mechanism to invade the central nervous system. Nature, 2018.

2.Bornstein, C., et al., Single-cell mapping of the thymic stroma identifies IL-25-producing tuft epithelial cells. Nature, 2018.

3.Cao, X., et al., GIVE: portable genome browsers for personal websites. Genome Biology, 2018. 19(1).

4.Khan, A. and X. Zhang, Making genome browsers portable and personal. Genome Biology, 2018. 19(1).

5.Do, D. and S. Bozdag, Cancerin: A computational pipeline to infer cancer-associated ceRNA interaction networks. PLoS Comput Biol, 2018. 14(7): p. e1006318.

 

参考文献下载

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『每日资讯』方法论
1.Nature Biotechnology:设定Small RNA测序新标准 From Nature Biotechnology,Comprehensive multi-center assessment of small RNA-seq meth...

1.Nature Biotechnology:设定Small RNA测序新标准

 

From Nature BiotechnologyComprehensive multi-center assessment of small RNA-seq methods for quantitative miRNA profiling.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/nbt.4183

 

检测血液或尿液以找到有助于诊断或治疗疾病的标记物的概念具有很大的前景。但随着技术的进步,研究人员为此目的检查了RNA的微小片段,一个主要问题阻碍了其潜力。

 

“不同的人正在使用不同的方法对小RNA进行测序,有时会得到不同的结果。如果它继续这样下去,那么该领域将难以取得进展,“密歇根医学内科和生物医学工程教授Muneesh Tewari博士说。

 

Tewari的实验室领导了美国和荷兰的九个实验室,这些实验室通过美国国立卫生研究院联合起来,旨在解决测试方法不一致的问题。

 

该联盟检查了九种不同的RNA测序方法,以了解和标准化小RNA序列的最佳方法。目标是创建一个可以从一个实验室再到另一个实验室的过程。

 

液体活组织检查涉及检测与血液,尿液或其他体液中存在的特定疾病相关的基于DNARNA的标记物。 RNA测序主要集中在细胞外的小RNA上,例如microRNA。这些短的RNA分子可以在癌症等疾病中发生改变,提供了一条线索,帮助在疾病的早期阶段发现疾病。

 

但是血液和尿液在细胞外只含有少量的RNA,因此测序很困难。

 

这就是为什么测试的一致性至关重要。

 

“用于RNA的液体活检是一个令人兴奋的新诊断领域。但该领域需要这种联盟才能走到一起,因为不同方法的挑战导致结果无法再现,“Tewari说。

 

他还指出,这项工作的优势在于汇集了各种专业知识,从分子生物学家到计算和生物信息学专家。

 

“不同的人正在使用不同的方法对小RNA进行测序,有时会得到不同的结果。如果它继续这样下去,那么该领域将很难取得进展。“

 

测试中看到的变化

对于这项发表在Nature Biotechnology上的研究,研究人员以相同的方式准备样本,并将它们发送到全国各地,分析九个实验室中的每一个。

 

每个实验室使用多种测试方案对四种不同的样品进行测序,包括血浆样品和三种合成RNA样品。总之,他们测试了九种不同的测序方案,包括四种商用试剂盒和实验室开发的五种方案。

 

结合起来,这些数据产生了超过50亿个reads

 

差异非常明显:“我们意识到,不仅不同的方法产生不同的结果,而且给定方案中的任何微小变化都会引入一个重要的变异程度,”主要研究作者Maria D. Giraldez博士说。

 

“为了比较实验室的结果,使用通用的高度标准化protocol是关键。”

 

研究人员发现,用于测序的不同方法产生了不同的 - 并且通常是不准确的 - 估计任何个体标记的丰度。联合实验室开发的方法提高了这些估算的准确性。

 

建立统一的标准

然而,当使用RNA测序来比较不同样品之间的各个miRNA的相对量时,所有方法产生准确且可重复的估计。

 

“如果你在多个实验室中使用相同的protocol,我们发现没有太多的可变性,”研究作者,Tewari实验室的博士后研究员Ryan Spengler博士说。 “这意味着,如果你想协调不同实验室之间的研究,关键是要遵守相同的protocol - 无论它是什么。然后,您可以比较您的结果。“

 

该分析为帮助研究人员围绕其方案创建标准程序奠定了基础,同时推动了RNA测序和液体活检领域的发展。

 

研究人员已经提供了合成参考材料,这意味着全球各地的其他研究人员可以进行测试,并将结果与实验室联盟发现的结果进行比较。

 

同时,Tewari的实验室正在继续致力于改进方法,以便更有助于发现生物标记物。(来源 - 密歇根大学医学院)[1]

图1.jpg 

Figure 1 Overview of study design.

 

2.Nature GeneticsSNP-seq/FREP鉴定fSNP

 

From Nature GeneticsHigh-throughput identification of noncoding functional SNPs via type IIS enzyme restriction.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41588-018-0159-z

 

全基因组关联研究(GWAS)已经鉴定了许多与疾病相关的非编码区突变,但无法区分功能性单核苷酸多态性(fSNP)与偶然存在于风险基因座内的其他多态性。 为了应对这一挑战,Gang li等开发了一种无偏好的高通量筛选,采用IIS限制酶切来鉴定fSNP,这些fSNP可以调控调节蛋白的结合。 这种称为SNP-seq的方法与FREP结合,通过四种调节蛋白RBPJRSRC2FUBP-1 / TRAP150鉴定三种疾病相关fSNPCD40的调节。 将该方法应用于与幼年特发性关节炎相关的27个基因座,研究者鉴定了148个候选fSNP,其中两个通过调节蛋白SATB2H1.2调节STAT4 总之,这些发现确立了SNP-seq / FREP联合的方法,以弥合GWAS与疾病机制之间的差距。[2]

 图2.jpg

Figure 2 Diagram of tandem SNP-seq and FREP.

 

3.Nature Methods: 变异calling工具Strelka2

 

From Nature MethodsStrelka2: fast and accurate calling of germline and somatic variants.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41592-018-0051-x

 

Sangtae Kim等描述了Strelka2https://github.com/Illumina/strelka),这是一个开源的小变异calling软件,用于科研和临床的生殖和体细胞测序方面。 Strelka2引入了一种基于混合模型的新型插入/缺失错误参数估计,一种有效的分层单倍型建模策略和一种正常的样本污染模型,以改善液体肿瘤分析。 对于生殖和体细胞变异callingStrelka2在准确性和计算成本方面都大大优于当前领先的工具。[3]

 图3.jpg

Figure 3 Strelka2 variant calling workflows.

 

4.Nature Methods:构建三代变异 calling benchmark数据集

 

From Nature Methods A synthetic-diploid benchmark for accurate variant-calling evaluation.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41592-018-0054-7

 

用于评估变异calling准确度的现有基准数据集是根据已知短reads calling软件调用者的共识构建的,因此它们偏向于这些算法可访区域。 李恒等从两个完全纯合的人类细胞系的de novo PacBio数据组装中获得了一个新的基准数据集Syndip,它在真实环境中提供了相对更准确且更少偏差的小变异calling错误率估计。[4]

 图4.jpg

Figure 4 Construction of the syndip benchmark dataset.

 

参考文献

1.Giraldez, M.D., et al., Comprehensive multi-center assessment of small RNA-seq methods for quantitative miRNA profiling. Nat Biotechnol, 2018.

2.Li, G., et al., High-throughput identification of noncoding functional SNPs via type IIS enzyme restriction. Nature Genetics, 2018.

3.Kim, S., et al., Strelka2: fast and accurate calling of germline and somatic variants. Nature Methods, 2018.

4.Li, H., et al., A synthetic-diploid benchmark for accurate variant-calling evaluation. Nature Methods, 2018.


文献下载链接:

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『每日资讯』冻土宏基因组;冻土宏病毒组;CRISPR编辑易导致大的结构变异;过敏性鼻炎GWAS;IF
 1.Nature:冻土宏基因组 From Nature,Genome-centric view of carbon processing in thawing permafrost. DOI: https://doi.org/1...

 1.Nature:冻土宏基因组

 

From NatureGenome-centric view of carbon processing in thawing permafrost.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0338-1

 

随着全球气温升高,永久冻土层中大量的碳封存可被微生物降解。我们对这些微生物群落的理解限制了解冻永久冻土带来的碳气排放的准确预测。在这里,Woodcroft等使用来自永久冻土融化梯度的214个样品的宏基因组测序,获得了1,529个宏基因组组装,包括许多来自基因组资料很少的门类。这些基因组反映了这个复杂生态系统的多样性,其中超过60%的具有属级代表。宏基因组分析揭示了涉及有机物质降解的关键群体,包括其基因组编码先前未描述的木糖降解真菌途径的细菌。微生物和地球化学数据突出了与温室气体产生相关的谱系,并指出了新的互联关系。其研究结果将生物地球化学的变化与碳处理中涉及的特定微生物谱系联系起来,并为预测气候变化对多年冻土系统的影响提供了关键信息。[1]

 图1.jpg

Figure 1 Genome-resolved view of the microbial communities at Stordalen Mire.

 

2.Nature Microbiology:冻土宏病毒组

 

From Nature MicrobiologyHost-linked soil viral ecology along a permafrost thaw gradient.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-018-0190-y

 

气候变化有可能释放出在高纬度地区螯合的大量碳,但对介导甲烷和二氧化碳释放的微生物代谢的限制却知之甚少。已知影响海洋中微生物动力学,新陈代谢和生物地球化学的病毒的作用在土壤中基本上尚未开发。研究者的目的是研究病毒如何影响瑞典的永久冻土融化梯度下泥炭地土壤的微生物生态和碳代谢。Emerson等从197个大块土壤和大小分级的宏基因组中回收了1,907个病毒群体(基因组和大型基因组片段),其中58%在宏转录组中被检测到并且被认为是活跃的。计算机预测将35%的病毒与微生物宿主群体联系起来,突出了关键碳循环微生物的可能病毒捕食者,包括产甲烷菌和甲烷氧化菌。谱系特异性病毒/宿主比率各不相同,表明病毒感染动态可能差异地影响微生物对气候变化的反应。病毒编码的糖苷水解酶,包括具有确认功能活性的内甘露聚糖酶,表明病毒影响复杂的碳降解,病毒丰度是甲烷动力学的重要预测因子。这些研究结果表明,病毒可能会影响气候关键的陆地生境中的生态系统功能,并确定多种潜在的病毒对土壤碳循环的贡献。[2]

图2.jpg 

Figure 2 overview of Stordalen Mire soil viruses.

 

3.Nature Biotechnology: CRISPR编辑易导致大的结构变异

 

From Nature BiotechnologyRepair of double-strand breaks induced by CRISPRCas9 leads to large deletions and complex rearrangements.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/nbt.4192

 

研究人员已经将CRISPR基因编辑作为一种改变基因组的方法,但有些人警告说,不需要的DNA变化可能会被检测不到。

 

根据716Nature Biotechnology上发表的一篇论文,该工具可以在基因组上的靶位点附近引起大量的DNA缺失和重排。 这种改变可能混淆实验结果的解释,并且可能使基于CRISPR的设计疗法的努力复杂化。

 

该发现不仅与CRISPR以及其他基因编辑系统的先前结果一致。 研究人员Patrick Hsu是加利福尼亚州拉霍亚Salk研究所的生物工程师,这种不必要的编辑是一个需要更多关注的问题。 “我确实认为这一点已被该领域低估,”他指出。

 

CRISPR-Cas9基因编辑依赖于Cas9酶来切割特定靶位点处的DNA 然后细胞尝试使用DNA修复机制重新密封该断裂。 这些机制并不总是完美地起作用,有时DNA片段会被删除或重新排列,或者DNA的不相关部分将被整合到染色体中。

 

“该细胞将试图将各种东西重新组合在一起,”英国HinxtonWellcome Sanger研究所的小鼠遗传学家Allan Bradley说。 “但它并不真正知道DNA的相邻位置。”

 

研究人员经常使用CRISPR来产生小的缺失,希望能够敲除基因的功能。 但在检查CRISPR编辑时,布拉德利和他的同事发现了大量的缺失 - 通常是数千个DNA字母长 - 以及复杂的DNA序列重排,其中先前远距离的DNA序列被拼接在一起。 这种现象在他们测试的所有三种细胞类型中都很普遍,包括在实验室中生长的一种人类细胞。

 

许多研究人员使用一种方法来放大DNA的短片段,以测试他们的编辑是否已经完成。但马萨诸塞州沃尔瑟姆布兰迪斯大学的分子生物学家詹姆斯哈伯说,这种方法可能会错过更大的缺失和重排。

 

Hsu指出,缺失和重排应该仅依赖于DNA切割的基因编辑技术,而不是其他类型的CRISPR修饰,以避免切割DNA。例如,一种称为碱基编辑的方法使用修饰的CRISPR系统将一个DNA字母切换为另一个而不切割DNA。其他系统使用与其他酶融合的灭活Cas9来打开或关闭基因,或靶向RNA

 

一些科学家已经在寻找大的删除。eGenesis公司的联合创始人兼首席科学官Luhan Yang表示,其公司正在使用基因编辑来设计猪器官进行移植,研究人员常常使用多种方法寻找大小缺失。

 

同样,在剑桥的另一家开发基于CRISPR疗法的公司Intellia,科学家们一直在研究小鼠肝脏基因编辑研究中的大量缺失。高级副总裁托马斯巴恩斯说,到目前为止,他们没有发现任何这种删除的证据。他认为这可能是因为他的团队合作的细胞不经常分裂。相比之下,布拉德利及其同事的研究使用了活跃分裂的细胞。

 

总体而言,这些不需要的编辑是一个值得更多关注的问题,但这不应该阻止任何人使用CRISPRHaber说。 “这意味着当人们使用它时,他们需要进行更彻底的分析,了解您的突变是否与您认为的一样,这一点非常重要。”[3]

 

 图3.jpg

Figure 3 Frequency of PigA loss upon editing with exonic and intronic gRNAs in mouse ES cells.

 

4.Nature Genetics:过敏性鼻炎GWAS

 

From Nature Genetics Genome-wide association and HLA fine-mapping studies identify risk loci and genetic pathways underlying allergic rhinitis.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41588-018-0157-1

 

过敏性鼻炎是过敏症最常见的临床表现,影响全球4亿人,西方国家的发病率正在增加。为了阐明遗传结构并了解潜在的疾病机制,Waage等对59,762例病例和152,358例欧洲血统对照进行了过敏性鼻炎的meta分析,并确定了过敏性鼻炎的41个风险基因座,包括以前未与之相关的20个基因座,在60,720例和618,527例对照的重复阶段得到验证。功能注释涉及各种免疫途径的基因,并且HLA区域的精细定位表明抗原结合氨基酸变体的重要性。研究者进一步进行了针对吸入性过敏原和非过敏性鼻炎的过敏致敏的GWAS分析,这提示了跨鼻炎相关性状的共同遗传机制。已鉴定的基因座和基因还需要进一步研究确认,这些位点可能会作为确定治疗和预防过敏性鼻炎的新靶点。[4]

 图4.jpg

Figure 4 Manhattan plot of the meta-GWAs discovery phase.

 图5.jpg

Figure 5 先前研究报道的过敏性鼻炎关联位点。

 图6.jpg

Figure 6  本研究报道的过敏性鼻炎关联位点。

 

5.Nature GeneticsIFN-β诱导的肝损伤GWAS

 

From Nature GeneticsCommon variation near IRF6 is associated with IFN-β-induced liver injury in multiple sclerosis.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41588-018-0168-y

多发性硬化症(MS)是中枢神经系统疾病,常用疾病修饰疗法来治疗,包括生物学干扰素-β(IFN-β)。高达60%的IFN-β暴露的MS患者发生异常的生化肝脏检测结果,50例中有1例出现药物性肝损伤。由于基因组变异可能导致其他形式的药物诱导的肝损伤,研究者的目的是使用两阶段GWAS来鉴定IFN-β诱导的肝损伤的生物标志物。先前与IRF6的差异表达相关的rs2205986变体在组合的两阶段分析中超过了全基因组显著性(P = 2.3×10-8OR= 8.3,95%,CI= 3.6-19.2)。通过电子病历鉴定的独立样本的IFN-β治疗的MS患者的分析显示,rs2205986也与天冬氨酸氨基转移酶(P = 7.6×10-5)和碱性磷酸酶(P = 4.9×10-4)的峰值水平升高有关。本研究证明这些发现可能适用于预测IFN-β诱导的肝损伤,提供对其更安全使用的见解。[5]

 图8.jpg

Figure 7 Regional association plot of chromosome 1q32.2, demonstrating a pharmacogenomic association between rs2205986 and IFN-β-induced liver injury.

 

 

参考文献

 

1.Woodcroft, B.J., et al., Genome-centric view of carbon processing in thawing permafrost. Nature, 2018.

2.Emerson, J.B., et al., Host-linked soil viral ecology along a permafrost thaw gradient. Nature Microbiology, 2018.

3.Kosicki, M., K. Tomberg, and A. Bradley, Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements. Nature Biotechnology, 2018.

4.Waage, J., et al., Genome-wide association and HLA fine-mapping studies identify risk loci and genetic pathways underlying allergic rhinitis. Nature Genetics, 2018.

5.Kowalec, K., et al., Common variation near IRF6 is associated with IFN-β-induced liver injury in multiple sclerosis. Nature Genetics, 2018.

 

文献下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/1BsoPaZgbMHCO8IspK-a3DA 密码:4bks

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『每日资讯』改进纳米孔测序精度的算法;高速成像在单细胞分析中的应用;弧菌感染病;关注疟疾疫苗
 1.Genome Biology:改进纳米孔测序精度的算法 From Genome Biology,From squiggle to basepair: computational approaches for improving nan...

 

1.Genome Biology:改进纳米孔测序精度的算法

 

From Genome BiologyFrom squiggle to basepair: computational approaches for improving nanopore sequencing read accuracy.

 

DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-018-1462-9

 

纳米孔测序是一种快速成熟的测序技术,可以低成本的在便携式测序仪上实时获取reads 目前,纳米孔测序已经迅速获得普及,并成功地将其用于各种研究应用,比如基因组组装,直接转录组测序,直接的表观测序,甚至在蛋白的氨基酸序列鉴定上表现出巨大的潜力。 纳米孔测序的主要限制是其高错误率,大致在5%和15%之间。 Franka J. Rang等总结了目前纳米孔测序错误率的计算方法,并且概述了从原始测序数据做base calling,获取碱基修饰和一致性序列的策略。[1]

图1.jpg 

Figure 1 Timeline of reported MinION read accuracies and Oxford Nanopore Technologies (ONT) technological developments.

 

 图2.jpg

Figure 2 Overview of MinION nanopore sequencing

 图3.jpg

Figure 3 Schematic overview of the algorithms underlying nanopore base callers.

 

2.Chem:高速成像在单细胞分析中的应用

 

From ChemHigh-Speed Imaging Meets Single-Cell Analysis.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.06.011

 

单细胞分析是对群体中个体生物细胞的研究,用于鉴定细胞间差异和阐明群体细胞异质性。 它是癌症生物学,免疫学,微生物学和干细胞生物学等领域重要的研究手段。 近年来,高速成像已被证明对于大规模单细胞分析非常有效,因为它能够以高帧速率获取信息丰富的图像,从而在短时间内获得众多细胞的快照库。

高速成像是当今科学研究,工业和能源中不可或缺的工具,因为它可以实现无模糊观察和快速瞬态动态监测。它通常用于各种领域,包括运动,制造和交叉学科,其中进行慢动作分析以阐明它们的动态。另一方面,过去几年已经看到了另一种全新的高速成像应用,即单细胞分析-群体中个体细胞的研究,用于鉴定细胞间差异,并阐明群体细胞的异质性。

Hideharu Mikami等总结了几种新兴的高速成像方法及其在大规模单细胞分析中的新兴应用。[2]

 

图4.jpg 

Figure 4 Conceptual Schematic of Single-Cell Analysis by High-Speed Imaging.

 

图5.jpg 

Figure 5 Principles of Optical Time-Stretch Imaging for High-Throughput Single-Cell Analysis.

 

 

3.Nature Reviews Disease Primers: 弧菌感染病

 

From Nature Reviews Disease PrimersVibrio spp. infections.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41572-018-0005-8

 

弧菌是一种普遍存在的细菌,存在于各种水生和海洋生境中; 其中大于 100Vibrio被描述,大约12种能引起人类感染。霍乱弧菌可引起霍乱,这是一种严重的腹泻病,如果不加以治疗,可能很快致命,一般地,通过受污染的水和人与人之间的接触传播。非霍乱弧菌属(例如,副溶血性弧菌,溶藻弧菌和创伤弧菌)引起弧菌病 - 通常通过接触海水或食用未加工或未煮熟的被污染的海产品而获得感染。非霍乱细菌可导致多种临床表现,最常见的是轻度的自限性肠胃炎。但创伤弧菌除外,这是一种具有高死亡率的机会性病原体,可导致伤口感染,可迅速导致败血症。治疗弧菌属感染在很大程度上取决于致病病原体。例如,霍乱弧菌感染的复水疗法和感染组织对创伤弧菌感染的伤口清创,对严重霍乱和全身性感染的抗生素治疗。虽然霍乱是可以预防的,口服霍乱疫苗也是有效的,但是自然灾害或人为事件可能会引起大面积爆发,这些事件会污染饮用水或影响获得安全饮用水和卫生设施。弧菌病的发病率正在上升,这可能部分归因于弧菌的传播,受气候变化和海水温度上升的影响。[3]

 图6.jpg

Figure 6 most important Vibrio spp. that can cause infections in humans.

图7.jpg 

Figure 7 A unifying theme of Vibrio spp..

 

图8.jpg 

Figure 8 Vibrio cholerae and Vibrio parahaemolyticus pandemic spread.

 

 图9.jpg

Figure 9 Pathogenesis of cholera in humans.


4.Cell Host & Microbe:关注疟疾疫苗

 

From Cell Host & Microbe Malaria Vaccines: Recent Advances and New Horizons.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.06.008

 

开发针对人类疟疾寄生虫恶性疟原虫和间日疟原虫的高效和持久疫苗仍然是重中之重。 数十年的努力已经证明,实现这一目标将具有挑战性; 然而,最近在疟疾疫苗研究方面的创新和用于临床评估的新型候选疫苗的多样化使其出现了转机。 第一代红细胞前期疫苗的目标是在未来几年获得许可,重要的是要思考下一代方法如何改进。 Simon J. Draper等回顾了旨在预防疟疾感染,疾病和传播的最新疫苗方法,并强调了一些主要的潜在免疫和分子保护机制。 合理的抗原选择,免疫原设计和免疫策略的合成以诱导定量和定性改善的免疫效应机制为实现持续的高水平保护提供了希望。[4]

 图10.jpg

Figure 10 Malaria Vaccine Candidates in Clinical Development.

 

图11.jpg 

Figure 11 Examples of Approaches to Next-Generation Malaria Vaccine Discovery.

 

 

5.Nature Reviews Genetics:科妮莉亚德兰格综合征诊断与管理

 

From Nature Reviews GeneticsDiagnosis and management of Cornelia de Lange syndrome: first international consensus statement.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41576-018-0031-0

 

科妮莉亚德兰格综合征(CdLS)是一种典型的遗传综合症,其特征是智力残疾,特殊的面部特征,上肢异常和非典型生长,以及许多其他症状和体征。 它由7个基因中的任何一种突变体体引起,所有这些基因在cohesin复合物中都具有结构或调节功能。 尽管NGS的最新进展改进了分子诊断,但在全世界的临床和分子诊断方法和护理实践中存在明显的差异性。Antonie D. Kline等概述了一系列建议,记录了一组国际专家对其临床诊断标准的共识,包括经典CdLS和非经典CdLS表型,分子调查,长期管理和护理计划。这篇指导性文章,对CdLS疾病的诊断和护理提供了重要参考。[5]

CdLS疾病的外形特征:

面容特征: 头发粗厚,如墩布样,发际低而不规则,前额变窄,二眉毛粗,与中线会合。睫毛长,鼻梁低,鼻短,鼻孔朝上,上唇长,弯曲向下,嘴如弯月,或鱼口形,小下颌。

肢体特征:四肢短,手足小,肢体如锥形,手指短,第五指呈弯曲状,体格发育落后,短头,耳位低,颈短,颈蹼,通贯掌,性发育不全,全身毳毛,智力发育迟缓。

 图12.jpg

Figure 12 Facial phenotype of individuals with cornelia de Lange syndrome.

 图13.jpg

Figure 13 cardinal facial features of cornelia de Lange syndrome.

 

 图14.jpg

Figure 14 Molecular diagnostic pathways for cornelia de Lange syndrome.

 

 

6.Nature Reviews Microbiology:菌膜形成的单细胞水平认知

 

From Nature Reviews MicrobiologyBacterial adhesion at the single-cell level.

 

DOI: https://doi.org/10.1038/s41579-018-0057-5

 

多细胞微生物群落的形成,称为菌膜,从一些浮游细胞粘附到表面开始。 从自由生活的浮游生活方式向无柄附着状态的过渡是一个多因素过程,由环境,表面和细菌细胞的生物,化学和物理特性决定。 细菌和表面之间最初的弱的可逆相互作用增强,产生不可逆的粘附。 在本综述中,Cecile Berne等总结了目前对控制细胞粘附在单细胞水平的机制的理解,包括细胞在到达表面之前所经历的物理力,与表面的第一次接触以及从可逆到永久粘附的过渡。[6]

 图15.jpg

Figure 15 The impact of flow and solid surfaces on bacterial swimming behaviours.

 

参考文献 

1.Rang, F.J., W.P. Kloosterman, and J. de Ridder, From squiggle to basepair: computational approaches for improving nanopore sequencing read accuracy. Genome Biol, 2018. 19(1): p. 90.

2.Mikami, H., et al., High-Speed Imaging Meets Single-Cell Analysis. Chem, 2018.

3.Baker-Austin, C., et al., Vibrio spp. infections. Nature Reviews Disease Primers, 2018. 4(1).

4.Draper, S.J., et al., Malaria Vaccines: Recent Advances and New Horizons. Cell Host & Microbe, 2018. 24(1): p. 43-56.

5.Kline, A.D., et al., Diagnosis and management of Cornelia de Lange syndrome: first international consensus statement. Nature Reviews Genetics, 2018.

6.Berne, C., et al., Bacterial adhesion at the single-cell level. Nature Reviews Microbiology, 2018.

 

参考文献下载:

链接:https://pan.baidu.com/s/1At3S9vIkpnN3d43XRZq1Lg 密码:ip1w


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『每日资讯』冰人的最后一餐;黑素瘤单细胞转录组;布氏轮藻基因组;人的DNA 6mA图谱;受精卵分裂中
 1.Current Biology:冰人的最后一餐 From Current Biology,The Iceman’s Last Meal Consisted of Fat, Wild Meat, and Cereals. DO...

 

1.Current Biology:冰人的最后一餐

 

From Current BiologyThe Icemans Last Meal Consisted of Fat, Wild Meat, and Cereals.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.05.067

 

1991年,意大利阿尔卑斯山的徒步旅行者偶然发现了尸体。但这并不是典型的John Doe案例:该男子已经死了大约5300年,被一座已开始融化的山地冰川冻结并完好保存。他被称为Ötzi,或冰人,已成为世界上最著名和研究最好的天然木乃伊之一。现在,研究人员对他的最后一餐进行了详细的化学分析,发现它含有丰富的脂肪。

 

正如之前的报道所描述的那样,当他被箭射杀并且死亡时,Ötzi完全满肚子。在这项新的研究中,科学家量化了保存在胃内容物中的古老DNA,蛋白质和其他化学物质。研究小组今天在Current Biology杂志上写道:DNA表明来自马鹿和北山羊的脂肪残留物约占其未消化食物总量的50%。

 

虽然一餐不能揭示一生的饮食,但高脂肪饮食可能给Ötzi提供了他在高海拔地区生存所需的能量。冰人的最后一餐与来自einkorn小麦的谷物以及一种叫做蕨菜的有毒蕨类植物的痕迹相平衡。研究人员说,他可能已经将蕨菜作为药物治疗,以治疗先前在肠道中发现的寄生虫 - 或者他可能只是简单地用蕨类植物包裹他的其他食物并无意中摄入其有毒孢子。[1]

 图1.jpg

Figure 1 Researchers analysed samples from the Alpine Iceman’s stomach to profile his nutrient intake.

 图2.jpg

Figure 2 Metagenomic and Proteomic.

 

2.Cell:黑素瘤单细胞转录组

 

From CellToward Minimal Residual Disease-Directed Therapy in Melanoma.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.025

 

许多晚期癌症患者对一整套治疗方法产生了显著的反应,但保留了微小的残留病(MRD),最终导致复发。为了深入了解MRD的生物学,Florian Rambow等对RAF / MEK抑制的BRAF突变体患者衍生的异种移植黑素瘤群中分离的恶性细胞进行单细胞RNA测序(scRNA-seq)。他们鉴定了不同的耐药转录状态,其中不同的组合在PDXMRD中共同发生并且在治疗中患者的活组织检查。其中一个展示了神经嵴干细胞(NCSC)转录程序,主要由核受体RXRG驱动。 RXR拮抗剂减轻了MRDNCSCs的积累并延迟了耐药性的发展。这些数据将NCSC确定为耐药的关键驱动因素,并说明了MRD定向治疗的治疗潜力。他们还强调了基因调控网络结构重编程如何在治疗上被用来限制细胞异质性,这是疾病进展和治疗抵抗的关键驱动因素。[2]

 

亮点:

•黑色素瘤中的微小残留疾病表现出细胞和空间异质性

•细胞状态转变有助于共同出现不同的耐药状态

RXR信号传导驱动细胞群的出现,赋予治疗抗性

•靶向RXR信号传导有望延迟或消除黑色素瘤的复发

 图3.jpg

Figure 3 文章研究思路小结。

 

 

3.Cell: 布氏轮藻基因组

 

From CellThe Chara Genome: Secondary Complexity and Implications for Plant Terrestrialization.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.033

 

陆生植物从藻类进化而来,其中Charophyceae拥有最复杂的体型。日本金泽大学 等单位发布了布氏轮藻的基因组;与陆地植物的比较鉴定了植物陆地化和陆地植物遗传基因的进化新颖性。 布氏轮藻使用独特的木聚糖合酶进行细胞壁生物合成,类似于陆地植物的phragmoplast(细胞分离)机制,以及许多植物激素。 布氏轮藻质体通过陆地植物样逆行信号传导来控制,并且转录调节比其他藻类更精细。这种生物的形态复杂性可能是因为其基因家族的扩张,特别值得注意的三个案例:影响对活性氧(ROS),LysM受体样激酶和转录因子(TF)的耐受性的基因。有性生殖结构的转录组学分析揭示了TF的复杂控制,ROS基因网络的活性,以及受精卵中植物样储存和应激保护蛋白的使用。[3, 4]

 

亮点:

•来自膜生植物的第一个基因组,有助于了解植物陆地化

•布氏轮藻基因组揭示了陆地植物遗传基因

•进化创新包括植物激素和转录因子

•有性生殖受到错综复杂的控制并涉及ROS

 

图4.jpg 

Figure 4 Graphical Abstract.

 

图5.jpg 

Figure 5 Streptophyte Algae and the Rise of Atmospheric Oxygen.

 

4.Molecular Cell:人的DNA 6mA图谱

 

From Molecular Cell N6-Methyladenine DNA Modification in the Human Genome.

 

DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.06.015

 

DNA N6-甲基腺嘌呤(6mA)修饰是原核生物中最普遍的DNA修饰,但是它是否存在于人类细胞中以及它是否在人类疾病中起作用仍然是神秘的。来自中国的科学家们发现6mA广泛存在于人类基因组中,鉴定了881,2406mA位点,占总腺嘌呤的约0.051%。 [G / C] AGG [C / T]6mA修饰中最显着的相关基序。在编码区富集6mA位点并在人细胞中标记活跃的转录基因。人类基因组中的DNA 6mAN6-去甲基腺嘌呤修饰分别由甲基转移酶N6AMT1和去甲基化酶ALKBH1介导。 6mA的丰度在癌症中显着降低,伴随着N6AMT1的减少和ALKBH1水平的增加,并且6mA修饰水平的下调促进肿瘤发生。总的来说,研究结果表明DNA 6mA修饰广泛存在于人类细胞中,并且基因组DNA 6mA的减少促进人类肿瘤发生。[5]

 

亮点:

DNA 6mA修饰广泛存在于人类基因组中

•甲基转移酶N6AMT1负责DNA 6mA甲基化修饰

•去甲基化酶ALKBH1负责DNA 6mA去甲基化修饰

•基因组DNA的减少6mA促进人类肿瘤发生

 

图6.jpg 

Figure 6 Graphical Abstract.

 

 图7.jpg

Figure 7 Distribution of 6mA Sites in the Human Genome.

 

5.Science:受精卵分裂中的纺锤体

 

From ScienceDual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos.

 

DOI: 10.1126/science.aat0271

 

卵子和精子的融合将父母双方的遗传物质结合在一个细胞中。 在哺乳动物(包括人类)中,每个亲本基因组最初被限制在单独的原核中。 为了使新生物发育,两个基因组必须在空间上协调,以便第一个胚胎分裂可以产生两个细胞,将两个基因组结合在一个细胞核中。 Reichmann等人发现在第一次分裂开始时,两个微管纺锤体组织母本和父本染色体,然后对齐以平行分离亲本基因组(参见ZielinskaSchuhPerspective)。 纺锤体对齐失败导致双细胞胚胎每个细胞有一个以上的细胞核。 因此,受精卵中的双轴组装为生育诊所中人类胚胎中经常观察到的分裂错误提供了潜在的机制解释。[6, 7]

图8.jpg

Figure 8 受精卵分裂及纺锤体功能。

 

参考文献

1.<201807-The Icemans Last Meal Consisted of Fat, Wild Meat, and CerealsCB研究_冰人最后一餐).pdf>.

2.<201807-Toward Minimal Residual Disease-Directed Therapy in MelanomaCell研究_黑素瘤单细胞).pdf>.

3.<201807-The Chara Genome_ Secondary Complexity and Implications for Plant TerrestrializationCell研究_布氏轮藻基因组).pdf>.

4.<201807-An Algal Greening of LandCell预览_布氏轮藻).pdf>.

5.<201807-N6-Methyladenine DNA Modification in the Human GenomeMCell研究_DNA 6mA.pdf>.

6.<201807-Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryosScience研究_纺锤体).pdf>.

7.<201807-Double trouble at the beginning of lifeScience评论_纺锤体).pdf>.


文献下载:

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