实验室中使用的 Cas9 , PAM 序列是 NGG(其中 N 表示四种碱基中的任意一种)。PAM 序列被 Cas9 识别,然后与 PAM 序列结合。Cas9 检查结合的 gRNA 和 DNA 链之间是否存在碱基配对互补。如果发现配对互补,则在 PAM 序列 3' 端上游 3 个碱基对的位置进行钝性双链切割。双链 DNA 切割完成后,细胞有两种方式修复损伤,称为非同源末端连接 (NHEJ) 或同源定向修复 (HDR)。其中 NHEJ 速度更快,但比 HDR 更容易发生错误。NHEJ 修复由细胞执行,以修复导致在 DNA 链断裂处插入核苷酸的损伤。这表明由于某些细胞的 DNA 永久受损,因此表达了突变的非功能性基因。这也意味着,利用CRISPR/Cas9技术为大量细胞制造DNA双链断裂,目标基因将发生损伤错误修复和功能突变永久丧失,从而实现研究人员快速高效去除或删除基因的目的。
基因组学的最新进展揭示了微生物生态系统的多样性和丰富性。现在需要新的功能基因组学方法来高通量地探测基因功能并提供机制见解。在这里,我们回顾了如何使用 CRISPR 工具箱以序列特异性的方式灭活、抑制或过度表达基因,以及这如何提供多种有吸引力的解决方案来高通量地识别基因功能。CRISPR 筛选技术在真核生物和原核生物中都得到了发展,已经为微生物学和宿主-病原体相互作用提供了有意义的见解。在微生物组时代,CRISPR 衍生工具的多功能性和功能多样性有可能显著提高我们对微生物群落及其与宿主相互作用的理解。
摘要:成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 基因组编辑系统因其出色的靶向和编辑 DNA 序列的能力而成为过去十年来深入研究的焦点。CRISPR-Cas 系统在体内基因组编辑中的适用性为未来的体内基因治疗赢得了巨大赞誉。在 CRISPR-Cas 系统可用于临床之前,需要解决诸如靶向错误组织、不良基因突变或免疫原性反应等挑战。因此,该领域显然缺乏一种策略来增强 CRISPR-Cas 基因编辑系统在体内应用中的递送特异性。目前使用病毒载体的方法无法解决这些主要挑战,因此,正在探索开发非病毒递送系统的策略。肽基系统是一种有吸引力的基因治疗开发方法,因为它们具有靶向特异性、扩大潜力、缺乏免疫原性反应和抗蛋白水解性。在这篇综述中,我们讨论了最近在新型非病毒递送系统方面的努力,重点关注基于肽的递送系统的策略和机制,该系统可以专门将 CRISPR 成分递送到不同类型的细胞以用于治疗和研究目的。
成簇的规律间隔短回文重复序列相关系统 (CRISPR-Cas9) 正在发展成为一种多方面的技术,它可以帮助寻找罕见疾病的治疗方法,以及用基因编辑细胞创造婴儿。然而,除了复杂的伦理问题外,它还引发了从知识产权 1 到健康到家庭法等众多领域的法律问题,它一直是哲学家、伦理学家、科学家以及法律学者的研究主题。本文作者的重点是家庭法和健康法的交叉点。该论点假设 CRISPR 将被使用(黑市或其他方式),并关注父母对其子女的医疗保健做出决定的权利以及随后对子女的影响。它主张父母负责任地使用,这反过来又要求医疗保健提供者有责任获得知情同意,并让父母了解所使用的任何程序。本文的核心问题是父母对其潜在子女做出决定的权利,以及知情同意支持父母选择的必要性。仅仅使用 CRISPR-Cas9 的可能性就可能对父母和医学界处理孕前和产前干预的方式产生深远的影响。2 医生会试图推翻父母的决定吗?医生可以根据孩子的最大利益推翻这种决定吗?父母会不会仅仅因为他们可以,或者因为对什么是好父母的期望而选择(或不选择)基因增强?3 孩子会因为父母没有使用 CRISPR-Cas9 而起诉他们吗?4
您是一名投资者或风险资本家,正在寻求必要的知识,以便对这项颠覆性技术做出更明智的投资决策;您是一名专利律师,正在寻求面向未来的行业的总体知识;您是一名政策制定者,希望更好地了解 CRISPR 技术的伦理考虑。
它是细菌和古细菌获得对噬菌体和致病质粒的免疫力的系统。使用 CRISPR-Cas 系统在感染中存活下来的细菌会将致病 DNA 片段存储在其自身基因组的 CRISPR 基因座内。在基因座内有重复区域,即所谓的。回文、空格交错或取自病原体的核苷酸序列。 CRISPR 基因座内还存在编码同名系统重要酶的 Cas 基因。 Cas1 和 Cas2 酶识别、处理并将新的、以前未知的核苷酸序列以新的间隔物的形式掺入 CRISPR 基因座中,从而创建原核生物的免疫记忆系统。当再次感染病原体时,CRISPR免疫库中储存的DNA片段会形成短RNA分子,并与Cas9酶形成复合物。然后,该复合物会搜索细菌细胞中的 DNA,如果遇到匹配的片段,就会以近乎激光的精度去除已识别的 DNA,从而阻止感染。对 CRISPR-Cas9 系统进行某种编程的可能性非常大,只需为 Cas9 蛋白提供所需的 RNA 转录并将该系统注入细胞即可。然后,细胞利用自身的机制来修复由非同源或同源重组造成的 DNA 断裂。如果细胞与 Cas9 一起获得所需的基因,则该基因很可能会整合到细胞的 DNA 中并成功进行修改。如果没有模板,细胞很可能会通过非同源重组将切割的DNA的末端连接在一起,这会导致突变,使基因无法发挥功能。 1–3
摘要:随着近年来人们对使用溶菌噬菌体作为治疗剂的兴趣日益浓厚,迫切需要了解它们的基本生物学,以便对其基因组进行工程改造。目前的噬菌体工程方法依赖于同源重组,然后通过选择系统来识别重组噬菌体。对于 T7 噬菌体,宿主基因 cmk 或 trxA 已被用作选择机制,以及 I 型和 II 型 CRISPR 系统,以对抗野生型噬菌体并富集所需的突变体。在这里,我们系统地比较了这三个系统;我们表明使用基于标记的选择是最有效的方法,我们使用这种方法来生成多个 T7 尾纤维突变体。此外,我们发现在噬菌体 T7 的工程改造中,II 型 CRISPR-Cas 系统比 I 型系统更易于使用,并且通常更有效。这些结果为未来更有效地改造噬菌体 T7 奠定了基础。
纳米电子学与 CRISPR 相遇 生物信号通常由两种分子元素相互结合时产生的相互作用产生。在 CRISPR 中,向导 RNA (gRNA) 与匹配的靶 DNA 序列结合,这一事件在 CRISPR-Cas9 基因组编辑过程中至关重要,其中 gRNA 引导 Cas9 蛋白到达需要修饰的 DNA 链上的精确位置。该过程启动序列特异性切割和潜在的 DNA 编辑,使其成为 CRISPR 技术精确度的根本贡献者。如果我们能够在电子平台上实时高灵敏度地监测这些结合事件,我们就可以使用“可编程”生物化学以高通量检测目标序列。石墨烯生物传感器以石墨烯场效应晶体管 (gFET) 为中心,使用液体电解质栅极来控制电流。它具有高可调性、灵敏度和生物相容性,使其在与生物系统交互方面很有价值。然而,这组属性也可能是一个挑战。溶液中的任何生物分子都可以与石墨烯表面相互作用,从而产生传感信号。因此,要实现特定响应,需要强大且定制的阻断化学或精确的试剂控制。为了利用 gFET 监测 CRISPR 的结合事件以检测 DNA 靶序列,我们召集了一支由背景各异、拥有统一团队的研究生和博士后研究人员组成
为了减少镰状细胞贫血的症状,研究人员希望使人体的血液形成干细胞再次开始产生γ球蛋白。可以通过影响转录因子BCL11A来完成γ球蛋白的产生吗?发现通过在控制BCL11A表达的调节性DNA序列中切割患者的血液形成干细胞。如果调节DNA序列被切割和突变,则转录因子(激活剂)也无法结合,这对于要表达的基因BC11a所需。在调节转录因子的情况下,跳跃,细胞将再次开始产生γ球蛋白。跳跃,细胞将再次开始产生γ球蛋白。