在复杂的细胞生物学世界中,单倍体细胞在生命的形成和延续中起着至关重要的作用。这些专门的细胞只有一组染色体,是繁殖和遗传多样性过程的基础。本文旨在阐明单倍体细胞在生物系统背景下的特征,功能和意义。HAPLOID细胞是一种仅包含一组完整的染色体的细胞,通常以生物学术语表示为“ N”。这与包含两组染色体的二倍体细胞形成对比,称为“ 2n”。单倍体细胞是通过称为减数分裂的过程产生的,其中二倍体细胞经历了两个连续的分裂,以将其染色体数减少一半。配子,例如人类的精子和卵细胞,是单倍体细胞的经典例子[1,2]。
1992年的基因治疗伦理委员会(The Clothier委员会)的报告建议,基因治疗(人类基因工程)应仅限于威胁生命的疾病或疾病。GTAC批准必须在体细胞基因治疗之前先寻求(即对精子或卵细胞以外的任何细胞)或基因转移研究是对人类受试者进行的。这包括治疗和非治疗性研究。GTAC目前不考虑生殖系细胞(卵或精子)基因治疗的研究建议。基因治疗的指导道德审查要求和应用可以在基因治疗咨询委员会(于2023年7月13日引用)上找到,首席研究员(CI)的责任是确保在启动试验之前获得GTAC批准。也必须遵守所有其他关于使用基因治疗的法规和指导。例如,人体组织ACT或欧盟临床试验指令。
基因靶向(GT)是精确操纵基因组序列的有前途的工具,但是,种子植物中的GT仍然是一项艰巨的任务。通过同源指导修复(HDR)提高GT效率的简单而直接的方法是增加植物目标部位的双链断裂(DSB)的频率。在这里,我们通过结合CAS表达的转录和翻译增强子来报告拟南芥中GT的一种多合一方法。我们发现,通过使用增强剂来促进Cas9和cas12a变体的表达可以改善拟南芥基因组中的DSB和随后的敲门效率。这些结果表明,在特定时机(卵细胞和早期胚胎)下,简单地增加CAS蛋白表达可以改善可遗传的GTS的建立。这种简单的方法允许在植物中进行常规的基因组工程。
通过可编程核酸酶(包括成簇调控间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) (CRISPR/Cas9) 系统)进行的定向诱变已被广泛用于生成基因组编辑生物,包括开花植物。迄今为止,在生殖细胞或组织中特异性表达 Cas9 蛋白和向导 RNA (gRNA) 被认为是可遗传定向诱变最有效的基因组编辑方法之一。在本报告中,我们回顾了生殖细胞或组织的基因组编辑方法的最新进展,这些细胞或组织在将遗传物质传递给下一代方面发挥着作用,例如卵细胞、花粉粒、合子、未成熟合子胚和茎尖分生组织 (SAM)。 Cas9 蛋白在起始细胞中的特异性表达可有效诱导农杆菌介导的植物转化中的靶向诱变。此外,通过将 CRISPR/Cas9 成分直接递送到花粉粒、受精卵、胚胎细胞和 SAM 中,已成功建立基因组编辑,以生成基因组编辑的植物系。值得注意的是,通过递送 Cas9-gRNA 核糖核蛋白 (RNP) 进行的无 DNA 基因组编辑与任何有关转基因生物的立法问题无关。总之,生殖细胞或组织的基因组编辑方法不仅对植物生殖的基础研究具有巨大潜力,而且对分子植物育种的应用科学也具有巨大潜力。
基因编辑 基因编辑是通过插入、删除或修改 DNA 来改变生物体的特定遗传特征。新兴的基因编辑技术和工具(例如 CRISPR)可以以一定的精度编辑基因,从而扩大其在医疗、农业和工业领域的应用。这些突破性技术可能为治疗毁灭性的人类疾病和提供环境可持续的粮食生产系统提供一系列不同的选择,这些系统可以养活不断增长的世界人口,预计到 2050 年将超过 90 亿。目前,人类基因编辑的主要应用是非生殖细胞(“体细胞”),其中 DNA 的任何变化都不会传递给下一代。大多数人体细胞都是体细胞——肾脏、心脏、大脑、皮肤、骨骼、血液和结缔组织都是由体细胞组成的。1 体细胞基因改造正在带来传统疗法无法实现的变革性健康结果。 2 体细胞基因编辑程序的首次试验现已获得批准,人们普遍认为 CRISPR 可能有助于加速治疗以前无法治愈的疾病,例如血友病、囊性纤维化和杜氏肌营养不良症。 3 迄今为止,只有一种用于治疗视网膜营养不良症的基因疗法(Luxturna - Spark Therapeutics)和用于治疗淋巴细胞白血病的 Kymriah(Novartis)是基于细胞的基因疗法(“基因编辑”)的唯一例子。生殖细胞是指参与生殖的细胞(即精子或卵细胞),编辑这些细胞、它们的前体或早期胚胎的细胞意味着这些变化将传递给后代。
为什么会发生这种情况?需要进行血液检查以检查父母双方的染色体,以查明 1q4 缺失的原因。在大多数情况下,父母双方的染色体都是正常的,此时就会发生 1q4 缺失。遗传学家对此使用的术语是 de novo (dn),意思是“新的”。de novo 1q4 缺失是由父母的精子或卵细胞形成时发生的变化引起的,或者可能是在卵子和精子结合后形成和复制早期细胞的过程中发生的。一些 1q4 缺失伴随着另一条染色体物质的增加,通常是父母一方染色体重排的结果。这通常是一种称为平衡易位的重排,其中物质在染色体之间交换了位置。由于没有丢失或获得重要的遗传物质,父母通常没有临床或发育问题,尽管他们可能在生育或生育方面存在困难。涉及一条或多条染色体的平衡易位并不罕见:每 500 人中就有一人患有这种染色体,全世界共有超过 1300 万平衡易位携带者。无论缺失是遗传的还是新生的,可以肯定的是,作为父母,你没有做任何事导致 1q4 缺失,你做的任何事也无法阻止它发生在你的孩子身上。目前已知没有环境、饮食或生活方式因素会导致这些染色体变化。当这种情况发生时,没有人应该受到指责,也没有人有过错。
种子油可用作食用油,也越来越多地用于工业用途。尽管高油酸种子油更适合工业用途,但大多数种子油富含多不饱和脂肪酸 (PUFA),而油酸等单不饱和脂肪酸 (MUFA) 含量较低。亚麻荠油是一种新兴的油籽作物,种子含油量高,且能抵抗环境压力,其含有 60% 的 PUFA 和 30% 的 MUFA。六倍体亚麻荠携带三种 FAD2 同源物,编码脂肪酸去饱和酶 2 (FAD2),负责从油酸合成亚油酸。在本研究中,为了增加亚麻荠籽油中的 MUFA 含量,我们通过 CRISPR-Cas9 介导的基因编辑生成了 CsFAD2 敲除植物,使用包含 DsRed 作为选择标记的 pRedU6fad2EcCas9 载体、用于驱动覆盖三个 CsFAD2 同源物共同区域的单个向导 RNA (sgRNA) 的 U6 启动子以及用于驱动 Cas9 表达的卵细胞特异性启动子。我们使用来自转化亚麻荠叶片的基因组 DNA 通过 PCR 分析了 CsFAD2 同源物特异性序列。三对 FAD2 同源物的敲除导致矮小的丛生表型,但大大提高了种子中的 MUFA 水平(提高了 80%)。然而,具有两对 CsFAD2 同源物的转化子被敲除,但另一对野生型杂合子显示正常生长,种子 MUFA 产量增加了 60%。这些结果为通过基因组编辑影响多倍体作物生长的基因代谢工程提供了基础。
(一个标记问题)1。花粉从花药到污名的过程称为:a)发芽b)授粉c)受精d)繁殖2。有助于保护花中胚珠的结构是:a)塞帕尔b)花瓣c)卵巢d)样式3。花的哪一部分产生胚珠?a)花药b)卵巢c)样式d)污名4。在典型的双子座和草的胚胎中,真正的同源结构是:a)鞘翅目和小球tike b)鞘翅目和象征性c)子叶和象征d)d)d)下果仁基和镜头。填写空白5。花粉晶粒从花药到污名的转移称为_______。6保护胚珠并后来发展为果实的结构是_______。7。被子植物中的男配子是由_______产生的。8。男女配子的融合过程称为_______。9。_______是被子植物中最常见的授粉类型。true / false 10。在双施肥中,一个精子核与卵细胞融合,另一个精子核与极性核融合。11。当花粉颗粒到达卵巢时,植物的施肥就会发生。(2个问题)1。什么是双重施肥?2。定义apomixis?3。写tapetum的角色?4。为什么一个苹果称为假水果?(五个标记问题)1。解释7个细胞8-女配子体的成核结构。2。绘制胚珠的图。3。解释巨型生成的发展。4。解释微量生成的过程。答案键:1.b 2.c 3.b 4。c 5.platination 6.卵巢7.生成细胞8。施肥9。entomophilly
通过同源重组 (HR) 控制植物基因组的改变仍然很难实现。我们之前开发了植物内基因打靶 (ipGT) 技术,该技术依赖于通过双链断裂同时激活目标基因座和切除目标载体。尽管使用 SpCas9 会导致拟南芥中的 ipGT 频率较低,但我们最近能够通过使用卵细胞特异性表达强效但适用范围较广的 SaCas9 核酸酶来提高效率。在这项研究中,我们现在测试了是否可以进一步改进 ipGT,方法是在染色体内 HR 效率增强的细胞中进行,或者使用 Cas12a,这是一种具有替代切割机制的不同类型的 CRISPR/Cas 核酸酶。我们之前可以证明植物具有三种 DNA ATPase 复合物,如果因突变而丢失,它们都会导致同源基因组重复不稳定性。由于这些蛋白质以独立途径发挥作用,我们在双突变体中测试了 ipGT,其中染色体内 HR 增强了 20 至 80 倍。然而,我们无法获得更高的 ipGT 频率,这表明基因靶向 (GT) 和染色体重复诱导 HR 的机制不同。然而,使用 LbCas12a,尽管非同源末端连接 (NHEJ) 诱导效率较低,但 GT 频率高于 SaCas9,表明 Cas12a 特别适合诱导 HR。由于 SaCas9 因其较长的富含 GC 的 PAM 序列而受到很大限制,因此使用富含 AT 的 PAM 的 LbCas12a 可以大大拓宽 ipGT 的范围,尤其是在靶向启动子和内含子等 CG 沙漠时。