摘要 菊花是全球销量最高的四种切花之一。基因编辑是研究基因功能的重要工具,但目前尚无高效、精准的菊花基因组编辑工具。本研究建立了CRISPR/Cas9介导的基因编辑系统,以探索基因功能并提高菊花育种水平。我们利用Golden Gate Assembly系统构建了CRISPR/Cas9载体,用于双靶向Phytoene Dehydro(PDS)基因。为了测试sgRNA设计的准确性,我们最初使用了植物中的瞬时CRISPR/Cas9编辑(TCEP)方法。经瞬时转染的9株植物中靶基因表达量为正常水平的19.1%–52%,证实了靶基因敲除的可行性。我们进行了稳定转化;PCR 和靶位测序表明,获得的八株白化植物中有四株在靶位点进行了稳定编辑。我们通过靶向另一个基因 CmTGA1 进一步评估了该系统的编辑效率,之所以选择该基因,是因为它在菊花白锈病 (CWR) 疾病进展中具有潜在重要性。我们的数据表明,结合瞬时和稳定转化可提高基因组定点编辑的效率和成功率。我们在此建立的有效、可遗传的 CRISPR/Cas9 介导的基因组编辑系统为 C 的功能基因研究和遗传改良奠定了基础。菊花。
在人类胚胎和生殖细胞中的多基因组编辑被预测在未来三十年内变得可行。最近的几本书和学术论文概述了种系基因组编辑提出的道德问题及其可能带来的机会1-3。迄今为止,尚未尝试预测改变与多基因疾病相关的特定变体的后果。在此分析中,我们表明多基因组编辑理论上可能会导致疾病易感性的极大降低。例如,编辑相对少量的基因组变异可能会对一个人患冠状动脉疾病,阿尔茨海默氏病,严重抑郁症,糖尿病和精神分裂症的风险产生重大影响。同样,从理论上讲,可以通过多基因编辑来实现危险因素的巨大变化,例如低密度脂蛋白胆固醇和血压。尽管可遗传的多基因编辑(HPE)仍然是推测性的,但我们完成了计算以讨论潜在的道德问题。我们的建模表明,基因编辑在个体层面上的预定积极后果如何加深健康不平等。此外,随着单个或多个基因变异可以增加某些疾病的风险,同时减少其他疾病的风险,因此HPE提出了与多效性和遗传多样性有关的道德挑战。我们通过主张HPE提出的道德问题的集体主义观点来结束,该问题对其对个人,家庭,社区和社会的影响产生了影响4。
1)石河子工程职业技术学院 本作品遵循知识共享署名4.0国际许可协议(CC BY 4.0)。https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
近年来,基因编辑技术取得了长足进步,为治疗遗传疾病、改善疾病建模和增进我们对生物过程的理解提供了潜力。基因编辑最有潜力的方面之一是其在人类造血干细胞(HSC)中的应用,即血细胞的祖细胞,这可能会彻底改变白血病、镰状细胞性贫血和地中海贫血等血液病的治疗方法。传统的基因编辑方法通常提供体外培养,即分离干细胞,在体外进行编辑,然后移植回患者体内。虽然在许多情况下是有效的,但这一过程引发了人们对基因毒性的担忧,即有害基因变化可能导致癌症或其他不良影响。最近的进展表明,直接在活组织内进行基因编辑,而无需体外培养,可能通过避免与传统方法相关的基因毒性风险来提供更安全的替代方法。
本综述重点介绍了各种生物技术的优势,并介绍了它们如何通过使用 CRISPR Cas9 基因编辑技术操纵细菌、藻类、真菌和高等植物的遗传内容来提高其生物燃料产量。CRISPR-Cas 9 或规则间隔的短回文重复序列的蛋白质簇是迄今为止在基因组特定位置进行基因编辑的最基本、最有效的工具。通过采用 CRISPR-Cas9 机制的基因敲除技术,生物燃料的多样化得到了改善。CRISPR-Cas9 也成为改变生物体代谢途径和基因组以生产工业生物燃料的首选技术。它继续分析微生物对生物燃料生产的贡献以及基因组编辑技术,以提高某些物质的生产,包括转基因藻类、酵母和细菌以提高产量。由于燃料需求的不断增加和全球变暖的挑战,这种生物燃料生产的必要性是有原因的。该评论总结了与所使用的基因工程技术有关的该领域研究范围的最新趋势。
CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)为基因编辑提供了一种精确而强大的工具,彻底改变了基因工程。切割和修改特定 DNA 区域的能力在医学、农业和生物技术等领域具有巨大的潜力。然而,与任何技术一样,CRISPR 也存在挑战——尤其是在脱靶效应方面,即基因组的非预期部分被改变。为了应对这些挑战,人工智能 (AI) 发挥着越来越重要的作用,提高了基于 CRISPR 的基因编辑的准确性、效率和可预测性。本文探讨了 AI 和 CRISPR 如何协同工作以改善基因编辑结果,并讨论了这种动态组合的未来潜力 [1]。
静默突变 – 突变不会改变多肽的氨基酸序列(这是因为某些密码子可能编码相同的氨基酸,因为遗传密码是退化的)错义突变 – 突变改变多肽链中的单个氨基酸(镰状细胞性贫血症是一种由单一替代突变改变序列中的单个氨基酸而引起的疾病)无义突变 – 突变产生过早的终止密码子(信号,让细胞停止将 mRNA 分子翻译成氨基酸序列),导致产生的多肽链不完整,从而影响最终的蛋白质结构和功能(囊性纤维化是一种由无义突变引起的疾病,尽管这并不总是唯一的原因)
1美国克利夫兰克利夫兰诊所,俄亥俄州克利夫兰,小儿血液学肿瘤学和骨髓移植。2美国田纳西州纳什维尔市特里斯塔尔百年纪念儿童医院的莎拉·坎农血癌中心。3个科罗拉多州科罗拉多州儿童医院,科罗拉多大学Anschutz大学医学校园,美国科罗拉多州奥罗拉。4血液和骨髓移植计划和骨髓加工实验室,美国德克萨斯州达拉斯市贝勒大学医学中心。5骨髓移植和细胞治疗计划,美国纽约州纽约市哥伦比亚大学欧文医学中心。 6彩虹婴儿和儿童医院,美国俄亥俄州,美国,美国。 7小儿血液学,肿瘤学,血液和骨髓移植,美国俄亥俄州哥伦布市的全国儿童医院。 8加拿大安大略省渥太华医院医学系医学系移植和细胞治疗计划。 9 Editas Medicine,Inc。,美国马萨诸塞州剑桥。 加利福尼亚大学,旧金山分校和美国加利福尼亚州奥克兰市的贝尼奥夫儿童医院医学院。5骨髓移植和细胞治疗计划,美国纽约州纽约市哥伦比亚大学欧文医学中心。6彩虹婴儿和儿童医院,美国俄亥俄州,美国,美国。7小儿血液学,肿瘤学,血液和骨髓移植,美国俄亥俄州哥伦布市的全国儿童医院。8加拿大安大略省渥太华医院医学系医学系移植和细胞治疗计划。 9 Editas Medicine,Inc。,美国马萨诸塞州剑桥。 加利福尼亚大学,旧金山分校和美国加利福尼亚州奥克兰市的贝尼奥夫儿童医院医学院。8加拿大安大略省渥太华医院医学系医学系移植和细胞治疗计划。9 Editas Medicine,Inc。,美国马萨诸塞州剑桥。加利福尼亚大学,旧金山分校和美国加利福尼亚州奥克兰市的贝尼奥夫儿童医院医学院。加利福尼亚大学,旧金山分校和美国加利福尼亚州奥克兰市的贝尼奥夫儿童医院医学院。