INTRODUCTION The Saccharomyces cerevisiae 2.0 project (Sc2.0) aims to modify the yeast genome with a series of densely spaced designer changes. Both a synthetic yeast chromosome arm (synIXR) and the entirely synthetic chromosome (synIII) function with high fitness in yeast. For designer genome synthesis projects, precise engineering of the physical sequence to match the specified design is important for the systematic evaluation of underlying design principles. Yeast can maintain nuclear chromosomes as rings, occurring by chance at repeated sequences, although the cyclized format is unfavorable in meiosis given the possibility of dicentric chromosome formation from meiotic recombination. Here, we describe the de novo synthesis of synthetic yeast chromosome V (synV) in the “Build-A-Genome China” course, perfectly matching the designer sequence and bearing loxPsym sites, distinguishable watermarks, and all the other features of the synthetic genome. We generated a ring synV derivative with user-specified cyclization coordinates and characterized its performance in mitosis and meiosis. RATIONALE Systematic evaluation of underlying Sc2.0 design principles requires that the final assembled synthetic genome perfectly match the designed sequence. Given the size of yeast chromosomes, synthetic chromosome construction is performed iteratively, and new mutations and unpredictable events may occur during synthesis; even a very small number of unintentional nucleotide changes across the genome could have substantial effects on phenotype. Therefore, precisely matching the physical sequence to the designed sequence is crucial for verification of the design principles in genome synthesis. Ring chromosomes can extend those design principles to provide a model for genomic rearrangement, ring chromosome evolution, and human ring chromosome disorders. RESULTS We chemically synthesized, assembled, and incorporated designer chromosome synV (536,024 base pairs) of S. cerevisiae according to Sc2.0 principles, based on the complete nucleotide sequence of native yeast chromosome V (576,874 base pairs). This work was performed as part of the “Build-A-Genome China” course in Tianjin University. We corrected all mutations found—including duplications, substitutions, and indels—in the initial synV strain by using integrative cotransformation of the precise desired changes and by means of a clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (Cas9)–based method. Altogether, 3331 corrected base pairs were required to match to the designed sequence. We generated a strain that exactly matches all designer sequence changes that displays high fitness under a variety of culture conditions. All corrections were verified with whole-genome sequencing; RNA sequencing revealed only minor changes in gene expression—most notably, decreases in expression of genes relocated near synthetic telomeres as a result of design. We constructed a functional circular synV (ring_synV) derivative in yeast by precisely joining both chromosome ends (telomeres) at specified coordinates. The ring chromosome showed restoration of subtelomeric gene expression levels. The ring_synV strain exhibited fitness comparable with that of the linear synV strain, revealed no change in sporulation frequency, but notably reduced spore viability. In meiosis, heterozygous or homozygous diploid ring_wtV and ring_synV chromosomes behaved similarly, exhibiting substantially higher frequency of the formation of zero-spore tetrads, a type that was not seen in the rod chromosome diploids. Rod synV chromosomes went through meiosis with high spore viability, despite no effort having been made to preserve meiotic competency in the design of synV. CONCLUSION The perfect designer-matched synthetic chromosome V provides strategies to edit sequence variants and correct unpredictable events, such as off-target integration of extra copies of synthetic DNA elsewhere in the genome. We also constructed a ring synthetic chromosome derivative and evaluated its fitness and stability in yeast. Both synV and synVI can be circularized and can power yeast cell growth without affecting fitness when gene content is maintained. These fitness and stability phenotypes of the ring synthetic chromosome in yeast provide a model system with which to probe the mechanism of human ring chromosome disorders. Synthesis, cyclization, and characterization of synV . ( A ) Synthetic chromosome V (synV, 536,024 base pairs) was designed in silico from native chromosome V (wtV, 576,874 base pairs), with extensive genotype modification designed to be phenotypically neutral. ( B ) CRISPR/Cas9 strategy for multiplex repair. ( C ) Colonies of wtV, synV, and ring_synV strains.

Objective This study aims to investigate the image quality of a high-resolution, low-dose coronary CT angiography (CCTA) with deep learning image reconstruction (DLIR) and second-generation motion correction algorithms, namely, SnapShot Freeze 2 (SSF2) algorithm, and its diagnostic accuracy for in-stent restenosis (ISR) in patients after percutaneous coronary intervention (PCI), in comparison with standard-dose CCTA with high-definition mode reconstructed by adaptive statistical iterative reconstruction Veo algorithm (ASIR-V) and the first-generation motion correction algorithm, namely, SnapShot Freeze 1 (SSF1). Methods Patients after PCI and suspected of having ISR scheduled for high-resolution CCTA (randomly for 100 kVp low-dose CCTA or 120 kVp standard-dose) and invasive coronary angiography (ICA) were prospectively enrolled in this study. After the basic information pairing, a total of 105 patients were divided into the LD group (60 patients underwent 100 kVp low-dose CCTA reconstructed with DLIR and SSF2) and the SD group (45 patients underwent 120 kVp standard-dose CCTA reconstructed with ASIR-V and SSF1). Radiation and contrast medium doses, objective image quality including CT value, image noise (standard deviation), signal-to-noise ratio (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) for the aorta, left main artery (LMA), left ascending artery (LAD), left circumflex artery (LCX), and right coronary artery (RCA) of the two groups were compared. A five-point scoring system was used for the overall image quality and stent appearance evaluation. Binary ISR was defined as an in-stent neointimal proliferation with diameter stenosis ≥50% to assess the diagnostic performance between the LD group and SD group with ICA as the standard reference. Results The LD group achieved better objective and subjective image quality than that of the SD group even with 39.1% radiation dose reduction and 28.0% contrast media reduction. The LD group improved the diagnostic accuracy for coronary ISR to 94.2% from the 83.8% of the SD group on the stent level and decreased the ratio of false-positive cases by 19.2%. Conclusion Compared with standard-dose CCTA with ASIR-V and SSF1, the high-resolution, low-dose CCTA with DLIR and SSF2 reconstruction algorithms further improves the image quality and diagnostic performance for coronary ISR at 39.1% radiation dose reduction and 28.0% contrast dose reduction.

Broadly neutralizing antibodies have been proposed as templates for HIV-vaccine design, but it has been unclear how similar vaccine-elicited antibodies are to their naturally elicited templates. To provide insight, here we compare the recognition of naturally elicited and vaccine-elicited antibodies targeting the HIV-1-fusion peptide, which comprises envelope (Env) residues 512-526, with the most common sequence being AVGIGAVFLGFLGAA. Naturally elicited antibodies bound peptides with negative-charge substitutions around residues 517-520 substantially better than the most common sequence, despite these substitutions rarely appearing in HIV; by contrast, vaccine-elicited antibodies were less tolerant of sequence variation, with no substitution of residues 512-516 showing increased binding. Molecular dynamics analysis and cryo-EM structure of the naturally elicited ACS202 antibody in complex with HIV-Env trimer with A517E suggested enhanced binding to result from electrostatic interactions with positively charged antibody residues. Overall, vaccine-elicited antibodies appeared to be more fully optimized to bind the most common fusion peptide sequence.

Broadly neutralizing antibodies have been proposed as templates for HIV-1 vaccine design, but it has been unclear how similar vaccine-elicited antibodies are to their naturally elicited templates. To provide insight, here we compare the recognition of naturally elicited and vaccine-elicited antibodies targeting the HIV-1 fusion peptide, which comprises envelope (Env) residues 512–526, with the most common sequence being AVGIGAVFLGFLGAA. Naturally elicited antibodies bound peptides with substitutions to negatively charged amino acids at residue positions 517–520 substantially better than the most common sequence, despite these substitutions rarely appearing in HIV-1; by contrast, vaccine-elicited antibodies were less tolerant of sequence variation, with no substitution of residues 512–516 showing increased binding. Molecular dynamics analysis and cryo-EM structural analysis of the naturally elicited ACS202 antibody in complex with the HIV-1 Env trimer with an alanine 517 to glutamine substitution suggested enhanced binding to result from electrostatic interactions with positively charged antibody residues. Overall, vaccine-elicited antibodies appeared to be more fully optimized to bind the most common fusion peptide sequence, perhaps reflecting the immunization with fusion peptide of the vaccine-elicited antibodies.

This paper focuses on the reform of insurance education in local application-oriented universities under the background of digital economy. Firstly, the impact of the digital economy on the teaching of insurance education was discussed by including the application of big data technology and artificial intelligence technology in insurance education. Secondly, the necessity of reforming insurance education in local application-oriented universities was illustrated through analyzing their characteristics and institutional orientation as well as the urgent need for insurance education reform. Subsequently, strategies for reforming insurance education in local application-oriented universities were proposed, including updating content of courses, innovating teaching methods, strengthening the construction of teaching team and reform cultivation modes. Finally, the feasibility of the proposed strategy was verified through a case study of insurance teaching reform in a local application-oriented university, and strategies were put forward for promoting insurance teaching reform in local application-oriented universities.