密苏里大学研究人员的遗传学新发现有助于确定猫的首次驯化时间

密苏里大学研究人员的遗传学新发现有助于确定猫的首次驯化时间密苏里大学的一项新研究发现，人类这种生活方式的转变首次驯化了猫，随着人类开始环游世界，他们把新的猫科动物朋友带在身边。猫科动物遗传学家、马里兰大学兽医学院Gilbreath-McLorn比较医学捐赠教授LeslieA.Lyons收集并分析了新月沃土地区及其周边地区以及整个欧洲、亚洲和非洲的猫的DNA，比较了近200种不同的遗传标记。"我们研究的DNA主要标记之一的变异速度非常快，为我们提供了关于最近的猫群和过去几百年的品种发展的线索，"McLorn说。"我们研究的另一个关键DNA标记是单核苷酸多态性，这是遍布整个基因组的基于单项的变化，给我们提供了关于它们几千年前古老历史的线索。通过研究和比较这两种标记，我们可以开始拼凑猫的进化故事。"LeslieA.Lyons和ThomasJuba测试了来自世界各地的样本。从紫色标示的国家测试的样本与紫色标示的其他国家有相似的特征，而从绿色标示的国家测试的样本与绿色标示的其他国家有相似的特征。Lyons补充说，虽然马和牛在不同时期在世界不同地区经历了由人类引起的各种驯化事件，但她在研究中对猫科动物遗传学的分析有力地支持了这样的理论：猫很可能只在新月沃土地区被首次驯化，然后随人类迁移到世界各地。在猫科动物的基因一代代传给小猫后，例如西欧的猫的基因构成现在与东南亚的猫相差甚远，这一过程被称为'隔离'。"我们实际上可以把猫称为半驯化的猫，因为如果我们把它们放生到野外，它们很可能仍然会猎杀小动物，并且由于它们的自然行为，能够自己生存和繁衍，"Lyons说。"与狗和其他被驯化的动物不同，我们在驯化过程中并没有真正改变猫的行为，所以猫再次证明是一种特殊的动物。"研究猫科动物遗传学30多年的Lyons说，像这样的研究也支持她更广泛的研究目标，即用猫作为生物医学模型来研究影响猫和人的遗传疾病，如多囊肾病、失明和侏儒症。"比较遗传学和精准医学在'一个健康'的概念中起着关键作用，这意味着我们为研究猫的遗传疾病的原因或如何治疗它们的疾病所做的任何事情，有朝一日对治疗人类的相同疾病都是有用的，"Lyons说。"我正在建立遗传工具，遗传资源，最终帮助改善猫的健康。在建立这些工具时，重要的是要获得有代表性的样本，了解全世界猫咪的遗传多样性，这样我们的遗传工具箱才能对帮助全球的猫咪有用，而不仅仅是在某个特定的地区。"在她的职业生涯中，Lyons与养猫人和研究合作者合作，开发了全面的猫科动物DNA数据库，科学界可以从中受益，包括对世界各地的猫科动物进行基因组测序。在2021年的一项研究中，Lyons及其同事发现，猫的基因组结构与人类的相似程度几乎超过了其他任何非灵长类哺乳动物。"我们的努力已经帮助阻止了世界各地的遗传性疾病的迁移和传递，其中一个例子是多囊肾病，因为当我们在2004年首次推出对它的基因测试时，38%的波斯猫患有这种疾病，现在，由于我们的努力，这一比例已经明显下降，我们的总体目标是在未来的道路上根除猫咪的遗传疾病。"目前，唯一可行的多囊肾病治疗方法有不健康的副作用，包括肝衰竭。Lyons目前正在与加州大学圣巴巴拉分校的研究人员合作，为那些患有这种疾病的人开发一种基于饮食的治疗试验。"如果这些试验是成功的，我们也许可以让人类尝试一下，作为一种更自然、更健康的选择，而不是服用一种可能导致肝衰竭或其他健康问题的药物，"Lyons说。"我们的努力将继续提供帮助，能成为其中的一员感觉很好。"论文《随机繁殖的猫的遗传学支持猫驯化的摇篮在近东》最近发表在《遗传学》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337209.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337209.htm

研究发现DNA甲基化在阿尔茨海默病中起关键作用

研究发现DNA甲基化在阿尔茨海默病中起关键作用该研究发现，DNA甲基化对与AD相关的基因和蛋白质共表达网络有深远影响，并可能导致发现新的神经病理过程和分子机制，以开发该疾病的新疗法。该研究使用了一种新的分析方法来量化DNA甲基化对基因和蛋白质表达的影响，并使用了西奈山脑库的一个大型死后对照组、轻度认知障碍（MCI）和AD大脑组。研究人员对海马旁回的全基因组甲基化变化进行了分析，海马旁回是大脑中涉及各种功能的区域，包括记忆处理，并调查了这些变化对mRNA和蛋白质共同表达网络的影响。他们发现与正常对照组相比，AD有270个不同的甲基化区域（DMRs），并使用一个独立的队列（宗教秩序研究和记忆评估项目，ROSMAP）验证了他们的关键发现。"我们的研究代表了整合阿尔茨海默病多组学高通量分析的首次全面努力，"资深作者、WillardT.C.Johnson神经遗传学研究教授、西奈山疾病转化模型中心主任张斌博士说。"它为未来在多尺度网络层面的数据整合提供了一个框架，并可能导致发现阿尔茨海默病的新的药物发现目标"。这项研究的结果为调查DNA甲基化和基因/蛋白质表达之间的关系提供了一种新的方法，并强调了表观遗传机制在人类疾病如AD中的重要性。研究人员计划扩展他们的方法，以研究单细胞水平的甲基化变异和对多尺度网络的影响，这可以提供对单个细胞类型的DNA甲基化概况的新见解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345841.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345841.htm

"生物照相机"将数据储存在活体细菌的DNA中

"生物照相机"将数据储存在活体细菌的DNA中就像人类的许多技术一样，大自然在数据存储方面已经远远超越了我们。DNA存储信息的效率比我们想到的任何系统都要高，一克DNA就能存储多达2.15亿GB的数据。更妙的是，在适当的条件下，它可以持续数千年甚至更长的时间，因此科学家们试图找到在DNA上存储数据的方法也就不足为奇了。当然，这其中也存在一些障碍--人工合成DNA很麻烦，而且它很脆弱，这两点使它很难在所需的大规模范围内使用。现在，新加坡国立大学（NUS）的科学家们开发出了一种很有前景的新方法，可以将数据写入DNA并从DNA中读取数据。研究小组称，这种技术就像生物版的数码相机，因此他们将其命名为"BacCam"。这项研究的主要研究者PohChuehLoo副教授说："把细胞内的DNA想象成一张未冲洗的照相胶卷。"利用光遗传学--一种类似于照相机快门机制的用光控制细胞活动的技术，我们设法通过在DNA'胶片'上印刻光信号来捕捉'图像'"。从本质上讲，红光和蓝光激光被用来触发特制细菌的基因表达，从而将数据编码到它们的DNA中。现有的条形码技术被用来为数据贴上唯一的ID标签，然后通过机器学习算法对数据进行组织和检索。在测试中，研究小组发现BacCam系统可用于同时捕捉和存储多幅图像。重要的是，使用活细菌比从头合成人工DNA更容易、更便宜、更可扩展，而且这些细胞在正常条件下更容易存活。Poh说："通过利用DNA和光遗传电路的力量，我们创造了第一台'活数码相机'，它为DNA数据存储提供了一种经济高效的方法。我们的工作不仅探索了DNA数据存储的进一步应用，还将现有的数据捕获技术重新纳入生物框架。我们希望这将为记录和存储信息的持续创新奠定基础。"这项研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371315.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371315.htm

推动遗传学发现：对DNA复制的分子马达的新认识

推动遗传学发现：对DNA复制的分子马达的新认识CMG的重要任务是分离DNA双螺旋的两条链，以便它们所编码的信息能够被读取和复制。研究人员和该出版物的第一作者DanielRamírezMontero说："了解CMG如何沿着DNA移动对于我们理解DNA复制至关重要。研究DNA复制是非常重要的，因为这一过程中的错误可能导致遗传疾病或癌症。"实验装置示意图：（上图）用光学镊子（红色光束）固定含有CMG的DNA分子，同时用扫描激光（绿色光束）对其进行拍照；CMG马达用蓝色描述。下图）用光学镊子固定在未标记的DNA分子上的荧光标记的CMG分子马达（绿点）的实际图像。资料来源：改编自RamirezMontero,etal,NatureCommunications,2023。在活细胞中，CMG是通过涉及36种不同蛋白质的复杂的生物化学反应级联来组装和激活的。由斯宾诺莎奖得主NynkeDekker教授领导的一组代尔夫特大学研究人员与弗朗西斯-克里克研究所小组负责人JohnDiffley博士合作，开发了一种在细胞外进行这一严格控制的过程并测量单个CMG分子马达运动的方法。研究人员从细胞中提取了所有36种蛋白质，在DNA上建立起CMG。通过将荧光标签附着在一些蛋白质上，他们可以在荧光显微镜下直接观察CMG分子马达的运动。"通过这种新方法，我们能够观察到从无到有的单个CMG的运动。我们用光学镊子夹住含有CMG的DNA不动，以便于观察，然后拍摄CMG沿DNA移动的影片。"RamírezMontero解释说："通过这种方式，我们可以首次在单分子水平上测量其运动。"CMG马达沿着一个由光学陷阱固定的DNA分子移动的例子。资料来源：摘自RamírezMontero,etal.,NatureCommunications,2023。利用他们自下而上的方法，结合尖端的生物化学和生物物理学，该研究小组首次能够直接看到从头开始组装的单个CMG马达的运动，并以前所未有的分辨率测量这种运动。此外，他们还意外地发现，当一种叫做ATP的关键分子不存在时，CMG可以沿着DNA随机移动；此外，他们还表明，随后ATP的重新结合使得CMG能够紧紧抓住DNA，从而停止其随机运动。这种停止是很重要的，因为它可能促进了CMG的激活，这是启动DNA复制的一个关键过程。这项工作将为进一步的研究铺平道路，这些研究可能会发现DNA复制中关键过程的未知细节。这些发现反过来可以让我们更接近了解细胞如何在每次细胞分裂时忠实地传递它们的遗传信息，以及更好地了解这一过程中可能导致遗传疾病或癌症发展的错误。生物系统乍看之下可能非常复杂和混乱，但通过在这种分辨率下观察它们，我们可以理解它们背后简单而优雅的物理学。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355739.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355739.htm

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置

新工具确定了将基因引入人类DNA的安全位置"我们已经创建了编辑基因组的地图，"共同通讯作者、圣裘德血液学系的YongCheng博士说。"通过这个工具，我们提供了一种新的方法来确定安全整合基因盒的地方。我们创建了一步一步的指示，所以任何人都可以按照步骤，轻松找到特定组织中的安全港湾位置。"基因疗法，即给病人一个功能失调的基因副本，在治疗一些遗传性疾病方面已初步成功。然而，该领域一直存在着安全问题，例如无意中激活了一个致癌基因，在一些病人身上引起了癌症。因此，科学家们一直在寻找基因组中的"安全港湾"，或者说是可以引入一个基因而不会导致癌症或其他问题的位置。研究人员开发了一个管道，利用来自特定组织（如血细胞）的基因组和表观遗传学信息来搜索安全港湾位置。共同第一作者DewanShrestha（左），通讯作者YongCheng博士（中），以及共同作者RuiqiongWu（右）。资料来源：圣裘德儿童研究医院该工具使用来自1000个基因组计划的数据，对健康人之间高度可变的DNA序列进行比较。研究人员推断，如果一个DNA区域在健康人中经常被删除或插入，那么它很可能也能被基因疗法安全地修改。Cheng说："我们的方法是一种以组织特异性方式确定基因组安全港的新方法。没有人从这个角度尝试过。我们的第一步是找到在健康个体中显示出高频率插入或删除的基因组位点。"如果单细胞中的DNA是一根绳子，它将有两米长。但是除了线性序列之外，DNA可以利用染色质（与DNA相关的蛋白质）循环成复杂的三维结构，以适应细胞内。就像绳子一样，DNA可以有影响其功能的循环。圣裘德的工具在搜索可访问的安全港湾站点时考虑到了这些环路和其他结构的存在。Cheng说："我们的工具评估了DNA的三维结构，因为人类的DNA不是一个一维的线性结构，它实际上是三维的，因此，在DNA的线性序列中，DNA的部分可能离得很远，但由于三维结构的循环，在物理上可能是彼此相邻的。在这种情况下，3D的接近程度比线性距离更重要"。"安全的基因治疗需要两件事，"Cheng说。"第一，保持新基因的高度表达。第二，整合需要对正常的人类基因组产生最小的影响，这是人们进行基因治疗的一个主要关注点。"科学家们发现，放置在他们的工具所确定的安全港湾位置的基因随着时间的推移保持了它们的表达。研究人员还表明，如果他们把一个基因放到他们的工具所确定的安全港区域之一，它对附近基因的影响比经典的安全港所在位置来得小。这个工具被称为基因组学和表观遗传学指导的安全港湾映射器（GEG-SHmapper），可免费使用：https://github.com/dewshr/GEG-SH...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335311.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335311.htm

揭开石器时代的秘密：DNA潜入欧洲的遗传和文化过去

揭开石器时代的秘密：DNA潜入欧洲的遗传和文化过去研究结果将于今天（8月9日）发表在《通讯生物学》（CommunicationsBiology）杂志上。开展类似的研究需要广泛的跨学科讨论。乌普萨拉大学人口遗传学家、该研究的第一作者蒂娜-马蒂拉（TiinaMattila）说："在这项研究中，这种讨论取得了丰硕的成果。"在过去的15年中，先前的DNA研究已经汇集了欧洲石器时代的历史。在农业传入欧洲之前，不同的狩猎采集者群体占据了欧亚大陆的不同地区，并相互融合。这项研究表明，这些狩猎采集者基因的融合在很大程度上受到了地理环境的影响。来自波兰Książnice2的一个个体，生活在大约6000年前，是这项新研究的一部分。资料来源：StanisławWilk之前一些关于欧洲史前史的DNA研究也表明，农业的传播与来自安纳托利亚的基因流密切相关。这个群体在基因和文化上与欧洲的狩猎采集者截然不同。然而，农业在不同地理区域的传播方式不同，导致欧洲各民族的交融方式也不同。蒂娜-马蒂拉（TiinaMattila）说："这些基因和文化交融的差异可以告诉我们不同群体之间的权力关系。"新研究还对近亲进行了调查。"普通坟墓通常被认为是家庭坟墓，但在我们的研究中，情况并非总是如此。"乌普萨拉大学考古遗传学家海伦娜-马尔姆斯特伦（HelenaMalmström）说："这表明，即使在石器时代，其他社会因素也在埋葬习俗中发挥着作用。"近年来，人们对石器时代欧洲人的遗传史有了更全面的认识，这项新研究为这一复杂的谜题增添了更多细节。乌普萨拉大学遗传学教授马蒂亚斯-雅各布松（MattiasJakobsson）说："我们可以证明，欧洲的某些地区--比如第聂伯河三角洲一带--数千年来一直居住着与世隔绝的狩猎采集者群体，尽管欧洲的许多其他地区在新的群体到来后改变了生活方式，他们通过耕种土壤来生产食物。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375965.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375965.htm