基于机器学习方法对人类基因组DNA双链断裂位点进行识别

DNA双链断裂(double-strand break, DSB)是细胞中一种严重的DNA损伤形式，与包括癌症、重组异常、神经元发育异常在内的多种基因组不稳定性疾病密切相关。由于成本和技术门槛的限制，高通量测序技术绘制的高分辨率DSB图谱十分有限，这阻碍了我们对不同物种基因组中DSB情况的认知。据此，我们建立了以随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)三种分类器为基础算法的分类预测模型，对人类上皮细胞基因组DSB位点进行预测。除了之前预测研究中常用到的表观特征和DNA形状特征外，我们发现DNA序列特征(k-mer频数、GC含量、GC-偏移和互信息)也能表征DSB位点。同时，在考虑DNA物理性质、化学位移和自相关信息后，预测结果得到有效提高。将上述所有特征合并后进行预测，得到了较好的分类预测结果，其中逻辑回归(LR)的分类预测性能是最佳(AUC=0.97),与以往的预测结果相当(AUC=0.964)。另外，通过特征递增搜索方法，得到由294个特征组成的最优特征集，对应的AUC值达到0.974。     

《核酸研究》：DNA损伤修复机制研究获新发现

来自北京生命科学研究所、首都师范大学等处的研究人员发表了题为”Structural mechanism of the phosphorylation-dependent dimerization of the MDC1 forkhead-associated domairl”的文章，报道了他们在DNA损伤修复机制方面的新发现，这将有助于阐明哺乳动物修复DNA双链断裂关键因子MDC1的作用。相关成果公布在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）杂志上。     

利用CRISPR／Cas9技术实现快速、经济的大鼠条件基因敲除技术

在2014年第1期的Cell Research杂志上发表了一篇利用CRISPR／Cas9技术进行大鼠条件基因敲除技术的技术性论文（Ma，et al．，Generating rats with conditional alleles using CRISPR／Cas9， Cell Research （2014）24：122-125．），这篇论文利用CRISPR／Cas9在靶基因的特定外显子产生DNA双链断裂，同时提供一个环形质粒模板，该质粒包含两端被loxP位点标记的、且与被打断外显子相同的DNA片段。在受精卵内同源重组修复系统（ homologous recombination repair pathway ）的作用下，可实现高效率的靶基因loxP位点标记，从而用于大鼠的条件性基因敲除。论文中利用该技术实现了三个甲基化酶基因（Dnmt1， Dnmt3a， Dnmt3b）loxP位点标记，效率高达30％，使得制备一个含loxP位点标记大鼠的周期仅2～3个月，成为目前为止最经济、快速的大鼠条件基因敲除技术。