代谢相互作用驱动交叉摄养微生物群落中的种群周期

种群周期在生态系统中普遍存在，并在决定其功能方面发挥着关键作用。虽然理论上已经证明有多种机制可以产生种群周期，但推动自我维持振荡的互惠共生的例子有限。使用交叉喂养必需氨基酸的工程微生物群落，我们通过实验证明了菌株丰度的循环在各种环境条件下都很稳健。结合实验观察到的氨基酸产生交叉抑制的非线性动力学模型概括了种群周期。该模型表明，这些循环代表了内部产生的弛豫振荡，当具有正反馈的快速资源动力学驱动应变丰度的缓慢变化时，就会出现松弛振荡。资源动...

牡蛎寄生虫Perkinsus marinus的新型电穿孔方法的开发

基因作技术是分子生物学的基础，并且正在不断改进。然而，许多单细胞真核生物（原生生物）的基因转染方法尚未建立，从而阻碍了分子生物学研究。牡蛎寄生虫 Perkinisus marinus 是为数不多的具有成熟基因转染和药物选择的原生生物之一。然而，目前的协议很乏味，需要特定的电穿孔器和脉冲条件，这限制了该技术在不同研究小组中的可及性。在这里，我们提出了替代缓冲液和电穿孔条件，使协议的限制更少。我们揭示了使用 Ingenio 电穿孔缓冲液和 ...

源自小鼠皮肤组织的细胞类型特异性外泌体的标记、分离和表征

细胞外囊泡是一组参与细胞间通讯的异质膜结合囊泡，在质膜（外泌体）或通过内吞作用（外泌体）形成。迄今为止，大多数外泌体研究都集中在体外系统或源自体液的外泌体上，而组织源性的外泌体仍未得到充分探索。在这里，我们提出了一种使用细胞类型特异性启动子驱动的报告基因构建体的方案，用于靶向标记和随后从小鼠组织体内特定细胞类型中分离外泌体。由于目前主要基于大小、密度或表面标记的分离技术的局限性，外泌体和外泌体之间的区分仍然具有挑战性。为了解决这个问题，...

内含子调节元件对连接酶 IV 的转录调控指导胸腺细胞发育

双链断裂是最危险的 DNA 损伤形式，在静息细胞中，这些断裂通过非同源末端连接 （NHEJ） 因子连接酶 IV （LIG4） 密封。过量的 NHEJ 可能具有遗传毒性，需要多种机制来控制 NHEJ 活性。然而，尚未确定它们的明确转录控制机制。在这里，我们研究了哺乳动物中控制 Lig4 转录的机制，发现大多数组织维持着非常低水平的 LIG4 产生。选择组织上调 LIG4，采用不同的基因组调控策略。在发育中的淋巴细胞中，Lig4 位点缺乏长...

靶向 DNA ADP 核糖基化触发细菌模板化修复和真核生物碱基诱变

碱基编辑器通过引导核碱基脱氨或去除来创建精确的基因组编辑，而不会诱导双链 DNA 断裂。然而，基因组编辑的其他 DNA 修饰的巨大化学空间仍有待探索。在这里，我们利用细菌抗噬菌体毒素 DarT2 将 ADP-核糖基部分附加到 DNA 上，从而在细菌与真核生物中解锁不同的编辑结果。我们将减毒的 DarT2 融合到 Cas9 切口酶，对靶 DNA 序列内胸腺嘧啶的位点特异性 ADP 核糖基化进行编程。在测试的细菌中，靶向驱动同源重组，提供灵...

通过祖细胞扩张和粘附控制的神经元迁移相结合的皮层折叠

哺乳动物大脑皮层折叠成沟裂和回峰是尚不完全了解的复杂过程的结果。之前我们表明，Flrt1/3粘附分子的遗传缺失导致光滑的小鼠皮层折叠成沟，这是由于横向分散增加和神经元迁移加快，而没有祖细胞扩张。在这里，我们在小鼠中表明，将 Flrt1/3 双敲除与导致祖细胞扩张的额外遗传缺失相结合，极大地增强了皮层折叠。通过缺失 Cep83 来扩展中间祖细胞导致 Flrt 突变神经元的相对增加，从而增强沟的形成。通过缺失 Fgf10 来扩展顶端祖细胞导...

靶向 CRISPR 筛选揭示了隐孢子虫在宿主肠道中存活所必需的基因

隐孢子虫寄生虫是儿童腹泻发病率和死亡率的主要原因之一，青少年感染与慢性营养不良有关。没有可用于保护的疫苗，只有一种药物被批准用于治疗，但疗效有限。开发新疗法的一个主要障碍是缺乏隐孢子虫生物学的基础知识，包括哪些寄生虫基因对生存和毒力至关重要。在这里，我们迭代改进了用于基因纵隐孢子虫的工具，并开发了一种基于 CRISPR 的靶向筛选方法，以快速评估单个寄生虫基因的丢失如何影响体内存活。使用这种方法，我们检查了寄生虫的嘧啶补救途径和一组领先...

用于蛋白质组范围相互作用组研究的体内交联和有效二维富集

交联质谱法已发展成为一种研究蛋白质-蛋白质相互作用和提供结构信息的强大技术。反应效率低，基质复杂，导致系统范围的交联分析具有挑战性。我们改进并简化了基于叠氮化物-A-DSBSO的体内交联工作流程，采用了两个正交的有效富集步骤：亲和富集和尺寸排阻色谱（SEC）。结合使用，它们可以有效富集含有DSBSO的肽，并去除线性和单联肽的背景。我们发现，分析单个SEC馏分可有效产生~90%的所有交联，这在测量时间有限且样品通量至关重要的情况下非常重要...

scIVNL-seq 解析沙门氏菌感染期间免疫细胞的体内单细胞 RNA 动力学

针对病原体的免疫反应涉及多种细胞状态转变和复杂的基因表达变化。在这里，我们建立了一种单细胞体内新RNA标记测序方法（scIVNL-seq），并将其应用于调查沙门氏菌急性肠道感染免疫反应期间的时间分辨RNA动力学。我们表明，与总 RNA 水平相比，新 RNA 合成的检测反映了有关细胞活化和基因转录的更真实的信息。RNA 合成和降解的相互作用调节总 RNA 的动力学。骨髓巨噬细胞在沙门氏菌感染后的早期阶段首先启动。相比之下，肠道中巨噬细胞的...

通过原始编辑策略精确校正 iPSC 中 G6PD Viangchan 突变

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 （G6PD） 缺乏症患者在氧化应激下面临严重溶血危象的重大风险。目前，尚未开发出该疾病的明确和治愈性治疗方法。在 200 多种 G6PD 变体中，G6PD Viangchan （c.871 G A） 最为普遍，并在东南亚进行了广泛研究。本研究评估了初免编辑在校正已建立突变HEK293T细胞系和 G6PD 缺陷诱导多能干细胞 （iPSC） 中的 G6PD Viangchan 突变的有效性。使用优化的模式，prim...

RING finger E3 连接酶 RNF25 保护 DNA 复制叉，独立于其在泛素信号传导中的经典作用

使细胞能够耐受 DNA 复制应激的 DNA 损伤反应 （DDR） 机制对于基因组稳定性和细胞活力至关重要。使用无偏倚的遗传筛选，我们确定了 RING 指 E3 泛素连接酶 RNF25 在促进 DNA 复制应激耐受性方面的作用。为了响应 DNA 复制应激，RNF25 缺陷细胞产生异常高水平的单链 DNA （ssDNA），在 S 期积累并显示有丝分裂进入减少。使用单分子DNA纤维分析，我们表明RNF25可以保护叉重塑剂HLTF产生的反向DN...

核糖体水平的程序性下降控制着人类早期神经发育

许多神经发育缺陷与参与管家功能的基因有关，例如编码核糖体生物发生因子的基因。核糖体生物发生的减少如何导致组织和发育特异性缺陷仍不清楚。在这里，我们描述了核糖体生物发生因子 AIRIM/C1orf109 中主要与神经发育障碍相关的变异。将人脑类器官与蛋白质组学、单细胞RNA测序和单类器官翻译分析相结合，我们确定了早期大脑发育过程中蛋白质产量的下降。我们发现核糖体水平在神经上皮分化过程中降低，使得分化细胞在此期间特别容易受到核糖体生物发生的...