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CRISPR/Cas技术进展及其在植物中的应用
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列/CRISPR 相关 (CRISPR/Cas) 系统的发现及其作为强大基因组编辑工具的重新利用，彻底改变了基因组工程，并为创新育种技术带来了兴奋。CRISPR/Cas 可以通过其由 Cas 蛋白和向导 RNA 组成的简单双组分系统执行诸如植物中基因的定向插入、删除和替换等遗传操作。在这里，我们重点介绍可用于基因组编辑的 CRISPR/Cas 技术的最新进展，其中 Cas9、Cas12 和 Cas13 系统广泛应用于植物学和农业领域。我们还描述了从 Cas9 系统及其他系统衍生的新型高精度基因组编辑工具、碱基编辑器和主要编辑器，用于改变活细胞中的基因组，而不会产生 DNA 双链断裂或需要供体。此外，我们总结了不同 CRISPR/Cas 系统之间的差异及其在植物中的广泛应用。我们还讨论了使用 CRISPR/Cas 技术面临的挑战以及 CRISPR/Cas 系统在植物基因组编辑中的未来发展方向。
金融和保险中的机器学习中的CAS
关于：您将在机器学习的基础上获得扎实的基础，包括关键概念，模型，算法和实用应用，以开发培训和评估机器学习模型所需的技能，以实现不同的现实世界任务。•关键概念：机器学习的数学背景，统计学习理论，机器学习方法，包括监督和无监督的建模和深度学习。•技能建设 - 活性：为了加深您的理解，您将在课堂上搬运，并通过自节奏学习来探索其他材料。ETH教师的持续反馈将指导和支持您在整个学习过程中。•评估：您将进行两个应用机器学习技术来应对金融和保险的实际挑战的项目。在每个项目中，您将阐明理论基础，演示其对现实情况的应用，并开发代码以实施解决方案。
CRISPR/Cas 技术及其在大肠杆菌中的应用
大肠杆菌是生产生物燃料和大宗化学品（如乙醇、高级醇、脂肪酸、氨基酸、莽草酸衍生物、萜类化合物、聚酮化合物和聚合物前体（如 1,4-丁二醇））的最广泛使用的细胞工厂之一（Yang 等人，2021 年）。生产这些生化物质的代谢工程需要对细胞代谢进行大量调节以提高生产率。基因组编辑需要高效的工具来执行节省时间的顺序或多重操作。大肠杆菌有许多基因编辑工具，但它们都有特定的优点和缺点。使用双链 DNA（dsDNA）进行基因工程重组通常需要选择标记，这些标记应在下一步中被消除，以便进行后续修改（Datsenko 和 Wanner，2000 年；Sharan 等人，2009 年）。与双链DNA相比，单链DNA（ssDNA）介导的重组效率更高，并已进一步发展为可进行多重编辑的基因编辑工具，如多重自动基因组工程（MAGE）（Wang et al.，2009）和可追踪多重重组（TRMR）（Warner et al.，2010）。但这些方法不适用于没有选择标记的20bp以上的多个靶基因插入，通常需要强大的高通量筛选方法（Li et al.，2015）。近来发展的成簇的规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）系统被广泛应用于大肠杆菌的基因工程，极大地促进了其应用。成熟的 CRISPR RNA (crRNA) 和反式激活 crRNA (tracrRNA) 双链（或单个合成向导 RNA，sgRNA）或仅 crRNA 引导 Cas 核酸酶切割具有所需原型间隔区相邻基序 (PAM) 的靶 DNA 序列 (Jiang et al., 2013)。我们之前的文章 (Liu et al., 2020) 总结了不同类型的 CRISPR 系统的机制。CRISPR/Cas 系统持续切割靶位点，直到成功编辑或未编辑的细胞死亡，从而无需使用选择标记。
金融和保险中的机器学习中的CAS
关于：您将在机器学习的基础上获得扎实的基础，包括关键概念，模型，算法和实用应用，以开发培训和评估机器学习模型所需的技能，以实现不同的现实世界任务。•关键概念：机器学习的数学背景，统计学习理论，机器学习方法，包括监督和无监督的建模和深度学习。•技能建设 - 活性：为了加深您的理解，您将在课堂上搬运，并通过自节奏学习来探索其他材料。ETH教师的持续反馈将指导和支持您在整个学习过程中。•评估：您将进行两个应用机器学习技术来应对金融和保险的实际挑战的项目。在每个项目中，您将阐明理论基础，演示其对现实情况的应用，并开发代码以实施解决方案。
融合航空解决方案 (CAS) 项目 - NASA
CAS 概念必须具备五个关键属性：• 融合性 – 利用结合多个学科和多个合作伙伴（NASA 内部和外部）的优势• 变革性 – 展现出比当前方法产生更大影响的潜力• 有针对性 – 应对与 NASA 战略目标和 ARMD 战略投资计划中反映的结果相关的挑战和机遇• 注重可行性 – 确定概念是否以及在多大程度上可以使用现有技术或需要最低限度的开发• 快速执行 – 在不到 2.5 年的时间内完成可行性评估
CRISPR/Cas 基因组编辑在番茄改良中的应用
番茄的遗传基础狭窄，给育种带来了严峻挑战。因此，随着成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 相关蛋白 9 (CRISPR/Cas9) 基因组编辑的出现，快速高效的番茄育种已成为可能。番茄的许多性状已使用 CRISPR/Cas9 进行编辑和功能表征，例如植物结构和花的特性（例如叶、茎、花、雄性不育、果实、单性结实）、果实成熟、品质和营养（例如番茄红素、类胡萝卜素、GABA、TSS、花青素、保质期）、抗病性（例如 TYLCV、白粉病、晚疫病）、非生物胁迫耐受性（例如热、旱、盐度）、CN 代谢和除草剂抗性。CRISPR/Cas9 已被证明可用于将野生近缘种的优良性状从头驯化到栽培番茄，反之亦然。 CRISPR/Cas 的创新允许使用在线工具进行单向导 RNA 设计和多路复用、克隆（例如 Golden Gate 克隆、GoldenBraid 和 BioBrick 技术）、强大的 CRISPR/Cas 构建体、高效的转化方案（例如农杆菌）和用于 Cas9-gRNAs 核糖核蛋白 (RNPs) 复合物的无 DNA 原生质体方法、Cas9 变体（例如无 PAM 的 Cas12a 和 Cas9-NG/XNG-Cas9）、基于同源重组 (HR) 的双生病毒复制子基因敲入 (HKI) 以及碱基/引物编辑（Target-AID 技术）。这篇小型评论重点介绍了 CRISPR/Cas 在番茄快速高效育种方面的最新研究进展。
艰难梭菌中的 IB 型 Cas 系统
摘要 CRISPR-Cas 系统为原核宿主提供了针对移动遗传元件的适应性免疫。许多噬菌体编码抑制宿主防御的抗 CRISPR (Acr) 蛋白。由于 Acr 蛋白体积小、序列多样性高，因此其鉴定具有挑战性，迄今为止仅对有限数量的 Acr 蛋白进行了表征。在本研究中，我们报告了一种由 φCD38-2 艰难梭菌噬菌体编码的新型 Acr 蛋白 AcrIB2，它能有效抑制宿主 IB 型 CRISPR-Cas 系统的干扰，并可能充当 DNA 模拟物。大多数艰难梭菌菌株含有两个 cas 操纵子，一个编码全套干扰和适应蛋白，另一个仅编码干扰蛋白。出乎意料的是，我们证明只有部分操纵子是干扰所必需的，并且会受到 AcrIB2 的抑制。
短期课程和高级研究证书 (CAS)
该文件已于 2024 年 9 月发布。2024/2025 学年期间数据可能会发生变化，请联系 info.exed@isae-supaero.fr 讨论您的培训项目并查看课程日期。
Cas 磷酸化调节粘着斑组装
摘要整合素介导的细胞附着迅速诱导酪氨酸激酶信号传导。尽管经过多年的研究，这种信号在整合素激活和粘着斑组装中的作用仍不清楚。我们提供的证据表明，Src 家族激酶 (SFK) 底物 Cas（Crk 相关底物、p130Cas、BCAR1）被磷酸化并与其 Crk/CrkL 效应物结合，这些效应物是粘着斑的前体。初始磷酸化 Cas 簇包含处于非活性弯曲闭合构象的整合素 β 1。后来，随着整合素 β 1 被激活，并募集核心粘着斑蛋白（包括黏着斑蛋白、踝蛋白、kindlin 和 paxillin），磷酸化 Cas 和总 Cas 水平降低。Cas 是上皮细胞和成纤维细胞在胶原蛋白和纤连蛋白上的细胞扩散和粘着斑组装所必需的。 Cas 簇的形成需要 Cas、Crk/CrkL、SFK 和 Rac1，但不需要黏着斑蛋白。Rac1 通过活性氧向 Cas 提供正反馈，而泛素蛋白酶体系统则提供负反馈。结果提示，粘着斑组装存在两步模型，其中磷酸化 Cas、效应子和失活整合素 β 1 簇通过正反馈生长，然后是整合素激活和核心粘着斑蛋白募集。
基于CRISPR/Cas的分子诊断平台
泰米尔纳德邦兽医和动物科学大学 (TANUVAS) 是东南亚第一所兽医大学，于 1989 年在钦奈成立。目前，它有七所兽医学院，即钦奈马德拉斯兽医学院（该国最古老的兽医学院之一，成立于 1903 年）、纳马卡尔、蒂鲁内尔维利、奥拉坦那杜、萨勒姆、泰尼和乌杜马尔佩特的兽医学院和研究所 (VCRI)。钦奈科杜瓦利的食品和奶制品技术学院、霍苏尔的家禽生产和管理学院以及卡图帕卡姆的动物科学研究生研究所也是该大学的组成单位。TANUVAS 是一个自治机构，其职责是与政府部门合作，教授兽医课程并开展有利于利益相关者、农民和农村人民的研究。为了向农业界传播研究成果和新技术，TANUVAS 拥有多个外围单位，包括 20 个兽医大学培训和研究中心、3 个农民培训中心 (FTC)、4 个 Krishi Vigyan 中心 (KVK) 和一个农业技术信息中心 (ATIC)。该大学在 Namakkal 设有一个家禽疾病诊断和监测实验室 (PDDSL)，在 Thalaivasal 设有一个禽类疾病诊断实验室 (ADDL)，在马杜赖设有一个兽医大学培训和诊断中心 (VUTDC)，在 Thanjavur 设有一个民族兽医家禽草药研究中心。