,由于其出色的特征,非规定的酵母菌吸引了人们日益增长的兴趣。近年来,CRISPR/CAS技术的出现提高了基因组编辑的效率和准确性。利用CRISPR/CAS在非规定酵母菌生物工程中的优势,已经取得了很多进步。由于其遗传背景中的多样性,建立各种非规定酵母的功能性CRISPR/ CAS系统的方式也是物种的特定物种。在本文中,我们总结了在不同规定的酵母中优化CRISPR/CAS系统的不同策略,及其在细胞工厂建设中的生物技术应用。此外,我们提出了一些潜在的方向,以扩大和改善CRISPR/CAS技术在非常规酵母中的应用。
Cas9 切割的位置由与 Cas 蛋白结合的短 RNA 分子(称为向导 RNA)决定(图 5)。向导 RNA 与 Cas9 结合后,复合物扫描基因组以查找称为 PAM 的三碱基序列。Cas9 PAM 序列为 5' NGG 3',其中 N 可以是任何碱基。当 Cas9 遇到 PAM 序列时,它会解开 DNA,将其分离成单链。然后,Cas9 使用向导 RNA 来确定是否切割 DNA。向导 RNA 的一端有约 20 个碱基,它们决定了 Cas9 将切割哪个 DNA 序列。如果向导 RNA 中这约 20 个碱基的序列与 DNA 互补,则 Cas9 将切割 DNA 的两条链。如果向导 RNA 与 DNA 不匹配,则复合物将移动到下一个 PAM 位点,双螺旋将重新拉上拉链,形成双链形式。使用 Cas9 作为基因编辑工具的诀窍是,科学家可以定制这个约 20 个碱基的序列,将 Cas9 定位到 DNA 的特定区域,基本上允许他们对 Cas9 的切割位置进行编程。
其中cas9将切割的地方由称为指导RNA的短RNA分子确定,该指南RNA与CAS蛋白结合(图5)。引导RNA与Cas9结合后,该复合物将基因组扫描为一个称为PAM的三个碱基序列。cas9 pam序列为5'ngg 3',其中n可以是任何碱基。当Cas9遇到PAM序列时,它会解压缩DNA,将其分成单链。cas9使用引导RNA确定是否切割DNA。在引导RNA的一端是约20个碱基,确定将切割哪种DNA序列Cas9。如果引导RNA中的20个碱基序列与DNA互补,则CAS9将切割DNA的两个链。如果引导RNA与DNA不匹配,则该复合物将移至下一个PAM位点,并且双螺旋将重新拉链为双链形式。将Cas9用作基因编辑工具的诀窍是,科学家可以自定义这个〜20个基本序列,以将Cas9靶向DNA的特定区域,从而基本上允许它们编程CAS9可以切割的地方。
摘要:确定用于修饰和操纵选择性特定基因的新的甚至更精确的技术为在基础研究中表征基因功能和用于基因组调控的潜在疗法提供了强有力的工具。基于核酸酶的技术(例如 CRISPR/Cas 系统)的快速发展彻底改变了新的基因组工程和医学可能性。此外,有关 CRISPR/Cas 系统的适当递送程序至关重要,之前大量的综述都集中在 CRISPR/Cas9-12 和 13 递送方法上。尽管付出了所有努力,CAS 基因系统的体内递送仍然具有挑战性。由于包装尺寸受限和某些细胞类型的无能,在使用包括病毒元件和化学载体在内的传统递送工具时,CRISPR 组件的转染通常效率低下。因此,微流控系统等物理方法更适用于体外递送。本综述重点介绍了微流控系统在临床和治疗研究中递送 CRISPR/Cas 系统的最新进展。
在整个细胞发育中,DNA可能遭受威胁基因组完整性和细胞存活的损害。最有害的病变之一是双链DNA断裂(DSB),因为它可能导致基因组信息的丢失。DSB可能自然发生在细胞代谢期间,也可能是由外部因素触发的(Deriano; Roth,2013)。无论哪种方式,这些损坏都会通过细胞立即修复,主要是通过两种途径:非同源末端连接(NHEJ)或同源指导修复(HDR)。与通过NHEJ进行修复不同,NHEJ仅将裂解的DNA的末端连接起来(请参阅第2章),HDR途径需要存在相同或非常相似的模板,即完整的序列,以准确地修复病变的DNA(Heyer等人,2010年)。提供用于HDR中使用的模板的可能性代表了通过同源重组(HR)途径进行基因编辑的关键元素,该途径可能被利用为几种新的繁殖技术(NBT)之一。
癌症是全球死亡率最领先的原因之一。这是由两种基因类型的遗传和表观遗传改变的积累引起的:肿瘤抑制基因(TSG)和原始基因。近年来,群集的定期间隔短的全文重复序列的开发(CRISPR)技术彻底改变了基因组工程,用于不同的癌症研究,从基本科学到转化医学和精确的癌症治疗方面的研究等等。CRISPR/CRISPR相关蛋白(CRISPR/CAS)是原核生物衍生的基因组编辑系统,使研究人员能够在各种类型的活细胞中检测,图像,操纵和注释特定的DNA和RNA序列。CRISPR/CAS系统对发现原始基因和TSG,肿瘤细胞表观基因组的归一化,靶向递送,耐药性机制的鉴定,高促进遗传筛查,肿瘤模型的建立以及癌症免疫治疗和基因治疗在临床中具有显着贡献。CRISPR/CAS系统的强大技术改进显示出相当多的效率,特定和灵活性,以针对基因组中所需应用的特定基因座。CRISPRS技术的最新发展为治疗癌症和其他致命疾病的医疗治疗带来了极大的希望。尽管这一领域有显着改善,但仍需要解决一些技术挑战,例如脱离目标活动,不足的indel或低同源性维修(HDR)效率,体内CAS System成分的体内交付以及免疫反应。这项研究旨在概述CRISPR临床应用的最新技术进步,临床前和观点,以及它们的优势和局限性。此外,CRISPR/CAS在精确的癌症肿瘤研究,遗传和其他精确的癌症治疗中的潜在应用。
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课堂时间通常在星期五的8:15至17:00,周六的8:30至13:00。这些是截至2024年5月的CAS DML计划日期和时间。官方日期和时间都在ETH课程目录中维护,并根据需要不断更新。该时间表的任何更改都将由讲师传达,并在ETH课程目录中反映。
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