选择氨酰基-tRNA 合成酶/tRNA 对，将非经典氨基酸高效遗传编码为蛋白质

遗传密码扩展应用的一个关键组成部分是氨酰基-tRNA 合成酶 （RS）/tRNA 对，它忠实地编码响应特定密码子的非经典氨基酸 （ncAA）。在这里，我们详细介绍了从公开可用的 320 万成员甲甲基嗜碱碱 alvus pyrrolysyl-RS （马PylRS） 活性位点突变体库中选择 ncAA 特异性 RS 的程序。该过程的四个主要部分是：（1）准备文库以供使用并创建所需的细胞系;（2）分别选择功能性RS和选择包含经典氨基酸的RS的生...

使用病毒编码的基于CRISPR的直接读出系统（VECOS）对宿主-病毒相互作用进行多维分析

CRISPR-Cas9 技术改变了基因功能的研究，能够系统地研究宿主-病毒相互作用。然而，在病毒感染的背景下，大多数基于 CRISPR 的筛选都依赖于细胞存活作为读数，这限制了它们的敏感性并使结果偏向于早期感染阶段。为了应对这些挑战，我们开发了病毒编码的基于CRISPR的直接读出系统（VECOS），这是一种以病毒为中心的方法，其中人类巨细胞病毒被改造为直接从其基因组表达单引导RNA（sgRNA）文库。该系统允许嵌入病毒基因组中的 sgR...

SPP1 是维持胰腺癌间充质细胞命运所必需的

阐明肿瘤细胞之间复杂的通讯网络对于理解胰腺导管腺癌 （PDAC） 的细胞命运决策和进展至关重要 1,2.我们之前表明，间充质PDAC细胞分泌的BMP拮抗剂GREM1对BMP活性的持续抑制对于维持上皮PDAC细胞的命运至关重要3.在这里，我们确定 SPP1（也称为骨桥蛋白）4作为胰腺癌间充质细胞命运的关键调节因子。PDAC 患者血浆的蛋白质组学分析表明，SPP1 在晚期疾病中显着上调。Spp1 失活导致小鼠 PDAC 模型的肿瘤发生延迟并...

系统发现CRISPR增强的CAR T细胞免疫疗法

嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法在治疗血癌方面取得了显著的成功，但CAR T细胞功能障碍仍然是治疗失败的常见原因1.在这里，我们介绍 CELLFIE，这是一个 CRISPR 筛选平台，用于增强跨多个临床目标的 CAR T 细胞。我们在人原代 CAR T 细胞中进行了全基因组筛选，读数捕获了 T 细胞生物学的关键方面，包括增殖、靶细胞识别、激活、细胞凋亡和自相残杀以及耗尽。使用新的体内 CROP-seq 对筛选命中进行优先级排序2在人类白...

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...