摘要:猪流感病毒 A 抗性的产生以及基因技术的发展可以补充当前的控制措施,有助于提高动物福利标准和养猪的经济效率。我们创建了一个模拟模型来评估可在商业化、多层次养猪系统中实施的各种基因编辑方法的遗传和经济影响。我们的结果表明,基因编辑程序的长度与商品猪的遗传进展呈负相关,并且如果基因编辑效率更高,则达到抗性等位基因固定所需的时间会减少。模拟包括双基因模型中赋予的抗性、后代中基因嵌合体的包含以及选择准确性的影响。在所有情况下,嵌合体水平对达到抗性等位基因固定所需的时间和猪群的遗传进展的影响大于基因编辑效率和受精卵存活率。经济分析强调,与基因编辑相关的嵌合现象和猪流感 A 病毒控制策略对农场的影响相比,选择准确性不会影响基因编辑的持续时间和所需的投资。这些建模结果为商业猪基因编辑计划中针对两个基因的经济和遗传影响以及选择准确性和嵌合现象的影响提供了新的见解。
小鼠胚胎干细胞或受精卵中的基因破坏是鉴定体内基因功能的传统遗传学方法。然而,由于不同的基因破坏策略使用不同的机制来破坏基因,这些策略可能导致所得小鼠模型出现不同的表型。为了确定不同的基因破坏策略是否会影响所得突变小鼠的表型,我们对通过三种常用策略(确定性敲除 (KO) 优先和 CRISPR/Cas9)产生的 Rhbdf1 小鼠突变株进行了表征。我们发现 Rhbdf1 对不同的 KO 策略的反应不同,例如,通过跳过外显子并重新启动翻译来潜在地产生获得功能的等位基因,而不是预期的无效或严重的次等位基因。我们的分析还显示,使用 KO 优先策略产生的小鼠中至少有 4% 表现出相互冲突的表型,这表明外显子跳过是整个基因组中普遍存在的现象。此外,我们的研究强调,至少 35% 的小鼠和 45% 的人类蛋白质编码基因可能易于发生靶向 KO 优先和 CRISPR/Cas9 介导的意外翻译。我们的研究结果对基因组编辑在基础研究和临床实践中的应用具有重要意义。简介小鼠在基因上与人类密切相关,因此选择小鼠作为模型系统来破译约 20,000 个蛋白质编码基因的功能,以深入了解人类生物学和疾病。对于大规模小鼠诱变工作,通过小鼠胚胎干 (ES) 细胞中的同源重组进行基因靶向是一种有效且通用的技术。基因靶向涉及确定性无效设计(删除目标基因的整个基因组序列)或靶向敲除 (KO) 优先设计,这提供了多种优势,包括基因破坏和报告标记突变,此外,还允许以组织特异性或时间方式分析基因功能。最近,使用 CRISPR/Cas9 直接破坏受精卵中的基因已经取代了确定性无效和 KO-first 策略。为了确定不同的基因靶向策略是否会影响纯合突变小鼠的表型,我们系统地表征了由这三种 KO 策略(确定性无效、靶向 KO-first 和 CRISPR/Cas9)产生的 Rhbdf1 突变小鼠。Rhbdf1 基因编码 RHBDF1,并被认为在生长发育 [1]、炎症 [2] 和癌症 [3-5] 中起关键作用。确定性无效和靶向 KO-first 策略是强大的高通量方法,可用于 ES 细胞中的大规模基因靶向,以研究数千种哺乳动物蛋白质编码基因,从而更好地了解人类生物学和疾病 [6-8]。在使用确定性无效策略时,基于细菌人工染色体 (BAC) 的打靶载体替换靶基因的整个基因组序列 (补充图 1a),从而产生无效等位基因。相比之下,靶向 KO-first 方法 [9, 10] 是一种包括可根据所需结果选择的替代步骤的策略,具有高度的通用性,
摘要:基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (CRISPR/Cas9) 方法的出现极大地影响了基因组工程。该方法最初被发现为原核生物的适应性免疫系统,在过去十年中发展迅速,克服了多项技术挑战和科学任务,成为精确基因组操作最有效、最可靠、最易于使用的技术之一。尽管 CRISPR/Cas9 技术具有毋庸置疑的优势,但它无法确保基因组编辑结果的绝对准确性和可预测性。主要问题之一(尤其是对于临床应用而言)是由 CRISPR/Cas9 诱导的双链 DNA 断裂的易错修复导致的突变。在某些情况下,这种易错修复可能导致 CRISPR/Cas9 靶位点内发生不可预测和计划外的大规模基因组修饰。本文描述了我们所知的最大的非设计靶向缺失,大小约为 293 kb,该缺失发生在将 CRISPR / Cas9 系统组件注射到小鼠受精卵的细胞质中后,并推测了其起源。我们推测该缺失是由于修复过程中双链断裂的一端被截断而发生的。
人体中的大多数细胞通过称为有丝分裂的过程进行繁殖,在此过程中,DNA 自我复制,复制染色体,最终形成具有相同遗传物质的新细胞 (Sadler, 2018)。有丝分裂过程负责所有体细胞的复制。然而,性细胞以不同的方式繁殖,即通过减数分裂。首先,46 条染色体开始像有丝分裂一样复制自身。但在细胞完成分裂之前,会发生一个称为交叉的关键过程。染色体对对齐,DNA 片段交叉,从染色体对的一个成员移动到另一个成员,本质上是“混合”了 DNA。因此,交叉会产生独特的基因组合 (Sadler, 2018)。由此产生的细胞仅由 23 条单个未配对的染色体组成。这些细胞被称为配子,专门用于有性生殖:男性是精子,女性是卵子。卵子和精子在受精时结合,产生受精卵,即合子,它有 46 条染色体,形成 23 对,一半来自亲生母亲,一半来自亲生父亲。每个配子都有独特的遗传特征,据估计,个体可以产生数百万个遗传不同的配子(美国国家医学图书馆,2019 年)。
Campbell Biology,11E(Urry)第12章细胞周期12.1多项选择问题1)真核染色体由以下哪个大分子组成?a)DNA和RNA b)仅DNA c)DNA和蛋白质d)DNA和磷脂答案:C Bloom的分类学:知识/理解性部分:12.1 2)从受精卵(Zygote)开始,一系列六个细胞分裂会与有多少个细胞产生早期胚胎?a)12 b)16 c)32 d)64答案:d Bloom的分类法:应用/分析部分:12.1 3)在具有5个染色体对的二倍体细胞中(2n = 10),在细胞分裂周期的G2的一个核中会发现多少个丝粒?a)5 b)10 c)20 d)40答案:B布卢姆的分类法:应用/分析部分:12.2 4)科学家分离细胞周期各个阶段的细胞。它们分离了一组DNA的细胞比G1相细胞多1/2倍。这些细胞被分离出来的细胞周期中最有可能的部分是什么?a)在细胞周期中的g1和s相之间的b)在细胞周期的G2阶段c)在细胞周期的m相中d)在细胞周期的s阶段答案:d Bloom的分类法:应用/分析部分:12.2
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。
表格C-19,F-19-1,Z-19(常见)1。初步研究的背景申请人设计了一个人造的CRIS-CAS9裂解序列(Syn-CrRNA目标序列)(Syn-CrRNA-TS(合成CRRNA目标序列),该序列(合成CRRNA目标序列)最小化对小鼠和人类基因组的推动力最小化,并开发了一种多功能供体质粒(PCRIMGET)的质体统一的构造,多竞争站点(MCS)的两端。Sci
本文比较了人类生殖克隆 (HRC) 和可遗传基因组编辑 (HGE),以确定鼓励禁止新型生殖技术的因素。HRC 遭到立法反对,部分原因是它涉及无性生殖,并被错误地与复制联系在一起。HGE 和其他涉及有性生殖的技术没有这些问题。HRC 还卷入了克隆人类胚胎以获取干细胞的研究。HGE 并非如此,因为科学家学会了如何在不创造胚胎的情况下创造和编辑多能干细胞。然而,HRC 的法律历史预测,与胚胎破坏密切相关的生殖技术将面临激烈的反对。未来禁止的目标可能包括:原核移植,一种线粒体替代疗法的亚型,其中两个受精卵被破坏以重建一个;以及体外配子发生,这是一个未来的过程,在这个过程中,夫妇根据他们的基因特征创造数百个胚胎,同时丢弃绝大多数胚胎。 HGE 尚未被禁止,部分原因是一项拨款附加条款阻止了美国食品药品管理局 (FDA) 批准临床试验。如果附加条款被修改,允许考虑纠正导致严重单基因疾病的突变的申请,本文预测立法者不会颁布禁令。然而,如果基因增强在未来变得可行,就会出现棘手的政策问题,包括对后代的影响。国会可能不会讨论这些问题,而是保留附加条款,从而消除了禁止 HGE 增强的必要性。
长基因间非编码 RNA(lincRNA#1)在无角牛胎儿的角芽区过度表达,表明其可能在角芽抑制中发挥作用。使用基因组编辑来测试此序列的缺失是否与角表型有关。将两个具有高突变效率的 gRNA 靶向 lincRNA#1 序列两侧的 5′ 和 3′ 区域,在授精后 6 小时与 Cas9 一起作为核糖核蛋白复合物注射到牛受精卵(n = 121)中。在产生的囊胚(n = 31)中,84% 具有预期的 3.7 kb 缺失;在这些具有 3.7 kb 缺失的胚胎中,88% 是双等位基因敲除。将 39 个推测已编辑的 7 天囊胚移植到 13 头同步受体母牛体内,导致 10 例妊娠,其中 5 个胚胎在 POLLED 基因座上为显性 PC POLLED 等位基因杂合子,5 个胚胎为隐性 pp 基因型。产生的胎儿中有 8 个 (80%) 为双等位基因 lincRNA#1 敲除,其余两个为嵌合体。RT-qPCR 分析用于确认敲除胎儿中不存在 lincRNA#1 表达。对基因型 (PC p) POLLED 、lincRNA#1 敲除胎儿的表型和组织学分析显示,其形态与未编辑的对照无角胎儿相似,表明仅缺乏 lincRNA#1 不会导致有角表型。
摘要:法国小鼠诊所 (Institut Clinique de la Souris; ICS) 已生产出 2000 多个用于 C57BL/6N 小鼠“点菜”诱变的靶向载体。尽管大多数载体已成功用于小鼠胚胎干细胞 (ESC) 中的同源重组,但少数载体在多次尝试后仍无法靶向特定位点。我们在此表明,将 CRISPR 质粒与与之前失败的质粒相同的靶向构建体进行共电穿孔可以系统地获得阳性克隆。然而,必须仔细验证这些克隆,因为大量克隆(但不是全部)显示靶向质粒在位点处发生串联。详细的南方印迹分析可以表征这些事件的性质,因为标准的长距离 5′ 和 3′ PCR 无法区分正确和错误的等位基因。我们表明,在 ESC 扩增之前进行简单且廉价的 PCR 可以检测和消除带有串联体的克隆。最后,尽管我们只测试了小鼠 ESC,但我们的结果强调了任何结合使用 CRISPR/Cas9 和环状双链供体的转基因细胞系(如已建立的细胞系、诱导性多能干细胞或用于体外基因治疗的细胞系)存在错误验证的风险。我们强烈建议 CRISPR 社区在使用 CRISPR 增强任何细胞类型(包括受精卵母细胞)中的同源重组时,使用内部探针进行南方印迹。