基因集合评分工具对单细胞ATAC-seq数据的基准测试 作者： Xi Wang, Qiwei Lian, Haoyu Dong, Shuo Xu, Yaru Su, Xiaohui Wu 单位： Pasteurien College（苏州大学苏州医学院），厦门大学自动化系，福州大学数学与计算机科学学院 通讯作者： xhwu@suda.edu.cn 期刊： 《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》 发布日期： 2024年2月9日（在线公布） 导论 转座酶可及染色质测序（ATAC-seq）是一种强大且常用的表观基因组技术，通过测序分析全基因组范围内的染色质可及性。近来，单细胞ATAC-seq（scATAC-seq）技术使得研究单细胞中的染色质可及性成为可能，...
猴痘病毒蛋白序列和密码子使用的分子进化 研究背景 2022年的猴痘病毒（Monkeypox virus, MPXV）疫情引发了全球公共卫生的巨大关注。然而，猴痘病毒的进化机制仍未被完全了解。猴痘病毒是一种线性双链DNA病毒，属于痘病毒科Poxviridae，弦状痘病毒亚科Chordopoxvirinae和正痘病毒属Orthopoxvirus。其基因组约为197 kb，编码约200个基因。猴痘病毒可以感染多种动物，包括人类、非人灵长类和啮齿动物。与天花病毒（Variola virus, VARV）和牛痘病毒（Vaccinia virus, VACV）类似，猴痘病毒也能导致人类疾病和死亡。 猴痘病毒最早于1958年在丹麦的一个动物设施中被发现，1970年首次在刚果民主共和国的人类病例中分离出来。...
多组学数据显示丁酸钠对链霉菌基因表达和蛋白质修饰的影响 学术背景 链霉菌因其具有丰富的基因簇和生产大量天然产物的潜力而受到广泛关注。组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂在真菌的组蛋白修饰中扮演着重要角色，但其在原核生物中的作用却知之甚少。尤其在链霉菌中，这些抑制剂是否可以影响次生代谢物的生物合成仍是一个值得研究的问题。现代生物信息学的发展使得从链霉菌中发现了大量的抗生素生物合成基因簇（BGCs），但在实验室培养条件下，这些基因簇大多数处于沉默状态，无法表达出多样的生物活性产物。因此，激活这些沉默的 BGCs 是开发新型生物活性化合物的重要策略。 论文来源 本研究由中国科学院微生物研究所刘双江和谭华荣等教授团队撰写，文章于2022年9月2日发表于《Genomics Proteomics & Bi...
癌症是全球关注的重要公共健康问题，其复杂的病理过程和多样的表现形式一直是研究的热点。许多研究已表明，酸碱平衡失调在癌症的发生和发展中起关键作用，但背后的机制尚未完全明了。在这篇题为《Acid–base homeostasis and implications to the phenotypic behaviors of cancer》的研究中，作者从系统生物学的角度出发，探讨了酸碱平衡与癌症表型行为之间的关系。 研究背景 酸碱平衡（acid-base homeostasis）是所有活细胞维持正常生理功能的重要特性。如果细胞内的pH值（简称phi）和细胞外的pH值（简称phe）长期失调，将会引发各种疾病。在这项研究中，作者旨在通过计算模型及转录组数据分析，解释癌症组织细胞内的pH值为何会呈碱性...
Grepore-seq：一种通过长范围PCR和纳米孔测序检测基因编辑后变化的稳健工作流程 研究背景 CRISPR/Cas9系统作为一种RNA指导的DNA内切酶系统，在基因组编辑中得到了广泛的应用。随着其在临床治疗中潜力的不断增加，全面评估基因编辑结果变得尤为重要。然而，目前缺乏一种大规模、经济高效且具有流水线性质的方法来检测基因编辑的结果，特别是插入或缺失大片段的情况。研究表明，CRISPR/Cas9编辑后可能出现非目标效果，如大片段删除和复杂的基因组重排，这对其临床应用提出了挑战。 研究目的和创新 为了解决上述问题，本研究引入了一种新型处理流程“grepore-seq”，其结合了长范围PCR和纳米孔测序，以高效且准确地检测CRISPR/Cas9编辑后的多种基因变化。由于Oxford Nan...
高保真度和不同基因编辑结果的SaCas9与SpCas9比较 研究背景 基于Cas9蛋白的CRISPR系统已经成为基因组编辑的强大工具，并在基础研究和临床基因治疗中得到广泛应用。当前，最常用的Cas9变体是来自化脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的SpCas9和来自金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的SaCas9。尽管这两种Cas9蛋白在许多研究中得到了广泛验证，但具体的基因编辑效果比较仍然缺乏系统性研究。因此本文旨在系统比较SpCas9和SaCas9在基因编辑中的效率和精确度，并探讨其在不同剪切长度下的编辑性能。 研究来源 本文由来自中国医学科学院血液学研究所等几个研究机构的研究者们撰写，包括Zhi-Xue Yang、Ya-Wen Fu、Jia...
高通量宏基因组测序在结肠组织活检中的高灵敏度：去除宿主DNA的影响 背景 在无培养条件下通过下一代测序技术评估细菌分类结构，已成为研究细菌失衡与各种疾病关系的常用方法。已有研究通过16S rRNA基因扩增子或宏基因组测序分析了人类口腔、肠道粘膜和粪便样本的微生物群落谱。然而，16S rRNA基因测序在分类识别的分辨率方面存在局限性，而宏基因组测序能够识别到种甚至亚种水平的细菌。此外，宏基因组测序还可提供多界数据，推测跨多个领域的相互作用。 虽然宏基因组测序在表征组织样本中的微生物群落方面具有重要的临床应用，包括疾病的诊断和治疗，但样本中的人类DNA占多数，限制了低丰度细菌的检测。这种DNA丰度的不平衡导致组织样本中宏基因组测序灵敏度降低。因此，为解决这一问题，研究人员提出了一种优化的方法，通...
人类胎儿肝终末红细胞生成综合特征及全转录组分析 背景和问题 红细胞生成（Erythropoiesis）是红细胞生产的过程。起初在卵黄囊中发生“原始”红细胞生成，逐渐被胎儿肝脏（Fetal Liver, FL）和出生后骨髓（Bone Marrow, BM）中的“终末”红细胞生成取代。在人类胎儿发展过程中，FL 是关键的红细胞生成器官，但目前对人类 FL 红细胞生成的认识非常有限。本文的研究目的在于综合特征和全球转录组分析人类胎儿肝脏终末红细胞生成，探讨红细胞生成过程中的基因表达模式，并进一步理解培养系统对基因表达的影响。 研究来源 本文由Yongshuai Han, Shihui Wang, Yaomei Wang, Yumin Huang, Chengjie Gao, Xinhua Guo,...
蛋白质乳酸化和代谢调控的研究揭示了弓形虫Toxoplasma gondii生物学的全新领域 背景介绍： 弓形虫 (Toxoplasma gondii) 是一种全球分布的原生动物寄生虫，感染了超过30%的人口。弓形虫可引起弓形虫病 (toxoplasmosis)，这是广泛传播的一种人畜共患病。该寄生虫具有复杂的生活周期，包含有性和无性阶段，主要存在于终末宿主猫科动物和中间宿主（温血动物）的组织中。弓形虫在免疫力低下的个体和发育中的胎儿中能造成严重甚至致命的症状。尽管现有的治疗药物，如阿奇霉素、乙胺嘧啶和螺旋霉素等，能抑制弓形虫的某些活动，但它们通常只对快速复制的速殖子 (tachyzoites) 有效，对缓慢增殖的缓殖子 (bradyzoites) 基本无效，且常伴有宿主细胞毒性。因此，进一步...
基于序列的功能宏基因组学揭示了环境微生物组中功能性COPA基因的新自然多样性 环境微生物组中的功能基因/蛋白质的自然多样性是进化和生物工程研究的重要组成部分。为了深入了解全球微生物中铜（Cu）抗性基因COPA的多样性，本研究采用了一种基于序列的功能宏基因组学方法。这项研究不仅将宏基因组组装技术、局部BLAST、进化迹分析（ETA）、化学合成和传统功能基因组学结合起来，还成功地高效挖掘了环境DNA（eDNA）中的COPA基因多样性。 研究背景 微生物进化过程中产生了多样的功能基因/蛋白质，这些基因/蛋白质在领域如微生物系统发育学和蛋白质工程中有着广泛的应用。例如，DNA指导的RNA聚合酶亚基Beta（RPB）和氮化酶铁蛋白（NIFH）等基因广泛用于识别和描述不可培养的‘黑暗物质’。现有已知功能...