探索速递|关键词 KARR-seq,PDMS,PA burst,Gut microbiota,'GenePy' tool

2024-01-22

内容提要01 Nature biotechnologyKARR-seq揭示细胞内高阶RNA结构和RNA-RNA相互作用。02 Cell时间分辨率在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)基微流控芯片组件的冷冻电镜中的应用及其在研究HflX介导的核糖体回收中的作用。03 CellDGK5介导的双重磷酸化PA爆发调节植物免疫中的活性氧。04 Cell母乳中的补体成分改变婴儿肠道微生物群促进婴幼儿健康。05 Genetics in medicine基因致病性评估工具“GenePy”在100,000基因组计划中发现了遗漏的双等位基因。一、 KARR-seq揭示细胞内高阶RNA结构和RNA-RNA相互作用发表期刊：Nature biotechnology（IF 68.16）在线发表时间：2024-1-18DOI： 10.1038/s41587-023-02109-8（Source: PubMed）摘要RNA的命运和功能受到其结构和相互作用网络的影响。然而，RNA和RNA结合蛋白（RBPs）如何组装成高阶结构，以及RNA分子如何彼此相互作用以促进功能，这些问题仍然知之甚少。在这里，我们介绍了KARR-seq，这是一种利用N3-乙氧基甲醛（N3-kethoxal）标记和多功能化学交联剂，独立于RNA上的局部蛋白质结合，共价捕获并确定细胞内RNA-RNA相互作用和高阶RNA结构的技术。KARR-seq描述了高阶RNA结构，并以高灵敏度和准确性检测到了广泛的分子间RNA-RNA相互作用。使用KARR-seq，我们展示了在原生态和应激条件下翻译抑制了mRNA的紧凑。我们确定了呼吸道合胞病毒（Respiratory Syncytial Virus, RSV）和囊泡性口炎病毒（Vesicular Stomatitis Virus, VSV）的高阶RNA结构，并识别了病毒与宿主RNA之间的RNA-RNA相互作用，这些相互作用可能调节病毒复制。领域热点：RNA结构与蛋白质相互作用：如ribosomal protein S1如何与复杂的二级和三级RNA结构相互作用。RNA结构在遗传调控中的作用：如DGCR8识别microRNAs的初级转录本，通过形成高阶结构以及与Drosha的相互作用来切割pri-miRNAs。高阶RNA结构的多样性和功能研究：如通过RING-MaP（mutational profiling）方法，使用大规模平行测序技术来识别RNA链中的空间相互作用和多种构象，为RNA创建三维模型。二、时间分辨率在使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)基微流控芯片组件的冷冻电镜中的应用及其在研究HflX介导的核糖体回收中的作用发表期刊：Cell （IF 66.85）在线发表时间：2024-1-13DOI：10.1016/j.cell.2023.12.027（Source: PubMed）摘要生物过程的快速动力学和相关的短暂构象变化在实时结构化观察生物分子的反应中构成了重大挑战。传统上，人们通过化学修饰或降低温度来捕获路径中间体，但这些方法提供的见解有限。在这里，我们介绍了一种使用可重复使用的基于PDMS的微流控芯片组件的时间分辨率冷冻电镜方法，该方法具有高效的反应物混合效率。通过用SiO2涂覆PDMS壁，几乎消除了非特异性样品吸附，并确保了反应的化学计量学的维持，使其高度可重复。在10到1000毫秒的操作范围内，该设备允许我们以3埃(Å)范围的分辨率跟踪体外生物分子的反应。通过使用这种方法，我们展示了在GTP存在下HflX介导的70S大肠杆菌(E. coli)核糖体逐渐分裂的机制，通过在140毫秒内捕获三个高分辨率的反应中间体。领域热点：单分子荧光显微技术：捕捉单个生物分子在不同剪切流条件下的构象变化，如研究生物聚合物在变化流动条件下的行为，以及复杂流体的流变学研究。高速原子力显微镜技术（HS-AFM）：研究膜蛋白，理解它们的催化机制和构象变化。飞秒和纳秒级时间分辨光谱技术：如使用飞秒求和频率生成振动光谱（SFG-VS），在实时观察跨膜肽运输过程中蛋白质构象变化的快速动力学。时间分辨X射线液体学（TRXL）：如研究实时结构可视化生物分子的反应，追踪反应路径、溶剂行为以及溶质-溶剂排列，提供反应的全局图景。三、 DGK5介导的双重磷酸化PA爆发调节植物免疫中的活性氧发表期刊：Cell （IF 66.85）在线发表时间：2024-1-11DOI：10.1016/j.cell.2023.12.030（Source: PubMed）摘要磷脂酸(PA)和活性氧种(ROS)是调节多种信号过程中的关键细胞信使，涉及多种动物和植物。在免疫激发过程中，PA稳态是如何被严格调控并与ROS信号相交织的，目前仍不明确。我们在此报告，拟南芥的二酰基甘油激酶5（Diacylglycerol Kinase 5, DGK5）调节植物的模式触发免疫(Pattern-Triggered Immunity, PTI)和效应子触发免疫(Effector-Triggered Immunity, ETI)。模式识别受体(Pattern Recognition Receptor, PRR)相关激酶BIK1磷酸化DGK5的Ser-506位点，导致快速的PA爆发和植物免疫的激活，而PRR激活的细胞内MPK4磷酸化DGK5的Thr-446位点，随后抑制DGK5的活性和PA的产生，导致植物免疫的减弱。PA结合并稳定NADPH氧化酶RESPIRATORY BURST OXIDASE HOMOLOG D (RBOHD)，调节植物PTI和ETI中的ROS产生，以及它们的增强。我们的数据表明，PRR激活的BIK1和MPK4对DGK5的不同磷酸化平衡了细胞内PA爆发的稳态，这调控了在协调植物免疫的两个分支中的ROS生成。领域热点：模式识别受体（Pattern Recognition Receptors, PRRs）的作用机制：研究植物如何通过这些受体识别病原体并激活免疫反应。效应子诱导的免疫反应：探索病原体效应子如何触发植物的免疫系统，以及植物是如何识别这些效应子的。植物激素在免疫反应中的作用：研究植物激素（如水杨酸、茉莉酸和乙烯）如何调控植物的免疫反应。四、母乳中的补体成分改变婴儿肠道微生物群促进婴幼儿健康发表期刊：Cell （IF 66.85）在线发表时间：2024-1-10DOI：10.1016/j.cell.2023.12.019（Source: PubMed）摘要母乳喂养对新生儿和婴儿的益处已经得到了明确的证实，它不仅提供营养和免疫保护，而且还通过塑造肠道共生微生物群（Gut Commensal Microbiota）发挥作用。尽管几十年来人们已经意识到母乳中含有补体（Complement）成分，但母乳中补体的生理意义仍然不明确。在这里，我们展示了由缺乏补体的母鼠哺育的断奶小鼠，当暴露于啮齿动物病原体柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium，CR）时会迅速死亡，而那些由含有补体成分的母乳哺育的幼崽则能存活。研究表明，母乳中的补体成分能够通过C1依赖的、抗体独立的机制直接裂解革兰阳性肠道共生菌群（Gram-Positive Gut Commensal Microbiota）的特定成员，导致膜攻击复合物（Membrane Attack Complex）的沉积和随后的细菌裂解。通过选择性消除肠道共生菌群的成员，母乳中的补体成分塑造了新生儿和婴幼儿的肠道微生物组成，以抵御诸如CR这样的环境病原体。领域热点：母体阴道微生物群组成对婴儿肠道微生物群的影响：如影响婴儿肠道微生物群组成的因素。出生时胎龄对肠道细菌定植的影响：如早产儿与足月儿肠道定植模式的差异，以及新生儿使用抗生素对早产儿肠道菌群的影响。孕前肥胖和妊娠糖尿病等对足月婴儿肠道微生物群的影响：如不同条件下出生的婴儿肠道微生物群多样性。五、基因致病性评估工具“GenePy”在100,000基因组计划中发现了遗漏的双等位基因发表期刊：Genetics in medicine （IF 8.8）在线发表时间：2024-1-107DOI：10.1016/j.gim.2024.101073（Source: PubMed）摘要目的：100,000基因组计划（100KGP）为四分之一的受影响参与者提供了诊断，但26%的诊断未包含在应用的基因组合（gene panel）中；其中许多为新发生（de novo）变异。评估没有基因组合的双等位（biallelic）变异更具挑战性。方法：我们使用GenePy工具来识别遗漏的双等位诊断。GenePy结合了等位基因频率（allele frequency）、杂合性（zygosity）和用户定义的致病性度量（deleterious metric），为每个参与者的每个基因生成综合GenePy得分。我们为78,216名100KGP参与者的2,862个隐性疾病基因（recessive disease-genes）计算了GenePy得分。对于每个基因，我们对参与者的GenePy得分进行排名，并审查了那些没有诊断但得分排在前5位的受影响参与者。对于与所关注疾病基因表型（phenotypes）重叠的参与者，我们提取了罕见变异，并应用了相位（phase）、ClinVar和ACMG分类。结果：3184名没有分子诊断的受影响个体的GenePy得分排在前5位，其中682/3184（21%）的个体表型与排名靠前的基因重叠。在122/669（18%）的表型匹配病例中（排除了13名退出的参与者），我们识别了一个可能被遗漏的诊断（所有未诊断参与者的2.2%）。另有334/669（50%）的病例可能有遗漏诊断，但需要功能验证。结论：大规模应用GenePy识别了456个潜在诊断，展示了新诊断策略的价值。领域热点：基因特异性的变异识别与分类：如何准确识别和分类特定基因的变异。疾病表型与基因变异的相关性：如建立疾病表型与特定基因变异之间的相关性。病理性变异的准确评估：如如何对等位基因致病性变异的准确评估。本文所展示摘要内容均根据原文摘要翻译，仅供参考，请以英文原文为准。领域热点基于相关研究综述总结整理，仅供参考。责编|探索君排版|探索君End往期精选围观王晓红教授团队：绘制单次冷冻囊胚移植成功的女性植入期外周血microRNA动态表达谱，开拓领域创新研究热文维生素B12在细胞重编程与组织再生中发挥关键作用！热文不孕症治疗新方向！又一导致女性不孕的关键因素被发现热文Let-7家族miRNA或为癌症潜在免疫治疗靶点热文一项最新发现或可用于阿尔茨海默病药物开发点击“阅读原文”，了解更多~