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基因编辑事实基因编辑是...
1。Manghwar等。 （2019）。 CRISPR/CAS系统：GE Nome编辑的最新进展和未来前景。”植物科学的趋势，24（12），1102-1125） https://www.cell.com/action/showpdf?pii = S1360-1385％2819％2930243-2 2。 Jorasch，P。（2020）。 潜力，挑战和威胁欧盟在私人植物繁殖领域应用新育种技术。 植物科学领域的边界，11（1463）。 https://doi.org/10.3389/ fpls.2020.58201.1 3。 Entine等。 （2021）。 基因组的监管方法在世界各地的特定国家和司法管辖区编辑了农业植物。 转基因Res。 https://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。 科学咨询机制（2017）。 农业生物技术的新技术。 解释性注释。 https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。 Zaidi等。 （2020）。 未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。 基因组生物学，21（289）。 https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-yManghwar等。（2019）。CRISPR/CAS系统：GE Nome编辑的最新进展和未来前景。”植物科学的趋势，24（12），1102-1125）https://www.cell.com/action/showpdf?pii = S1360-1385％2819％2930243-2 2。Jorasch，P。（2020）。 潜力，挑战和威胁欧盟在私人植物繁殖领域应用新育种技术。 植物科学领域的边界，11（1463）。 https://doi.org/10.3389/ fpls.2020.58201.1 3。 Entine等。 （2021）。 基因组的监管方法在世界各地的特定国家和司法管辖区编辑了农业植物。 转基因Res。 https://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。 科学咨询机制（2017）。 农业生物技术的新技术。 解释性注释。 https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。 Zaidi等。 （2020）。 未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。 基因组生物学，21（289）。 https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-yJorasch，P。（2020）。潜力，挑战和威胁欧盟在私人植物繁殖领域应用新育种技术。植物科学领域的边界，11（1463）。https://doi.org/10.3389/ fpls.2020.58201.1 3。Entine等。 （2021）。 基因组的监管方法在世界各地的特定国家和司法管辖区编辑了农业植物。 转基因Res。 https://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。 科学咨询机制（2017）。 农业生物技术的新技术。 解释性注释。 https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。 Zaidi等。 （2020）。 未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。 基因组生物学，21（289）。 https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-yEntine等。（2021）。基因组的监管方法在世界各地的特定国家和司法管辖区编辑了农业植物。转基因Res。 https://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。 科学咨询机制（2017）。 农业生物技术的新技术。 解释性注释。 https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。 Zaidi等。 （2020）。 未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。 基因组生物学，21（289）。 https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-y转基因Res。https://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。 科学咨询机制（2017）。 农业生物技术的新技术。 解释性注释。 https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。 Zaidi等。 （2020）。 未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。 基因组生物学，21（289）。 https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-yhttps://doi.org/10.1007/s11248-021-00257-8 4。科学咨询机制（2017）。农业生物技术的新技术。解释性注释。https：// ec.europa.eu/research/sam/pdf/topics/explanatory_note_new_new_techniques_agricultural_biotechnology.pdf 5。Zaidi等。（2020）。未来的工程作物：开发抗气候和抗病植物的CRISPR方法。基因组生物学，21（289）。https://doi.org/10.1186/s13059-020-02204-y
遗传性视网膜疾病的 Prime Editing
遗传性视网膜疾病 (IRD) 是一种慢性遗传性疾病，会导致视网膜逐渐退化。疾病病因源于遗传或新生基因突变，大多数 IRD 是由点突变引起的。鉴于 IRD 数量众多，迄今为止，已在约 280 个基因中发现了导致这些营养不良的突变。然而，目前只有一种 FDA 批准的基因增强疗法 Luxturna (voretigene neparvovec-rzyl) 可用于 RPE65 介导的视网膜色素变性 (RP) 患者。虽然其他基因的临床试验正在进行中，但这些技术通常涉及基因增强而不是基因组手术。虽然基因增强疗法将健康的 DNA 副本传递给视网膜细胞，但基因组手术使用基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 的技术来纠正内源性基因组序列中的特定基因突变。一种称为 prime editing (PE) 的新技术应用了基于 CRISPR 的技术，该技术有可能纠正所有 12 种可能的转换和颠换突变以及小插入和缺失。EDIT-101 是一种基于 CRISPR 的疗法，目前正在临床试验中，它使用双链断裂和非同源末端连接来消除 CEP290 基因中的 IVS26 突变。最好是，PE 不会导致双链断裂，也不需要任何供体 DNA 修复模板，这突显了其无与伦比的效率。相反，PE 使用逆转录酶和 Cas9 切口酶来修复基因组中的突变。虽然这项技术仍在发展中，还有几个挑战尚待解决，但它为 IRD 治疗的未来带来了希望。
学位项目 CRISPR-Cas9 与 Prime Editing
摘要 目前有数千种遗传疾病无法通过现有的药物治疗治愈。研究人员正在努力寻找解决方案。两种新的强效基因编辑工具已被开发出来，据信能够治愈和治疗许多目前已知的遗传疾病。这是与 CRISPR 相关蛋白、CRISPR/Cas9 和主要编辑聚集在一起的规律间隔的短回文重复序列。从原核生物的适应性免疫系统发展而来的技术。 CRISPR/Cas9 和 prime editing 都是以 DNA 为目标的 RNA 引导系统，而且它们也是可编程的。本次文献检索的目的是：1）比较 CRISPR/Cas9 和主要编辑技术，2）调查目前正在进行哪些临床试验，其中任一技术用于治疗疾病。 3) 调查哪些疾病被认为可以通过任何一种技术治愈和/或治疗；4) 调查研究人员如何看待这些技术的伦理方面。在工作过程中检索了信息，主要来自 PubMed、Google 和 clinicaltrials.gov。目前有 16 项正在进行的研究使用 CRISPR/Cas9 作为治疗方法。目前还没有正在进行的主要编辑研究。研究人员希望利用这些方法治疗的疾病有很多，但他们在癌症、血液病和眼科疾病药物的研发方面取得的进展最为显著。已经进行过许多道德讨论，其中最大的问题是如何监管技术，使其不被用于可能造成危害的事情。这是两项有望成为治疗遗传病新方法的技术，但目前它们的发展才刚刚起步，在应用于临床之前还需要进行更多的研究和方法的完善。
通过过滤编辑在体内进行工程核糖体的靶向编辑和进化
基因组编辑技术在生物体中引入了有针对性的染色体修饰，但受限于无法选择性地修改重复的遗传元件。本文我们描述了过滤编辑，这是一种基因组编辑方法，它将第 1 组自剪接内含子嵌入重复的遗传元件中，以构建可以选择性修改的独特遗传地址。我们将含内含子的核糖体引入大肠杆菌基因组，并使用 CRISPR/Cas9 和多重自动基因组工程对这些核糖体进行有针对性的修饰。转录后内含子的自剪接产生无疤痕的 RNA 分子，从而生成一个复杂的靶向组合变体库。我们使用过滤编辑来共同进化 16S rRNA，以调整核糖体的翻译效率，并共同进化 23S rRNA，以分离抗生素抗性核糖体变体，而不会干扰天然翻译。这项工作为设计聚合具有不同化学性质的非生物单体的突变核糖体奠定了基础，并扩大了基因组工程的范围，以实现重复 DNA 序列的精确编辑和进化。
在具有基础编辑的植物中精确且可预测的基因组编辑
自1996年第一个站点定向的核酸酶（SDN）和锌指核酸酶（ZFN）的发展以来，基因组编辑场发生了迅速变化（Kim等，1996）。自此以来，已经开发了许多工具，可以实现遗传序列的目标变化，最广泛使用的是CRISPR/CAS9（Jinek等，2012）。SDN允许研究人员轻松地靶向基因组中的序列，并在包括植物在内的各种生物体中以非常特定的方式引入变化（Feng等，2013）。SDNS的使用导致自引入以来的短时间内在植物中产生了各种各样的新表型。早期基因组编辑的重点主要是在基因敲除上，这很容易通过靶向核酸酶实现。SDNS形成双链断裂（DSB），由主机的本机维修机械修复。这通常会导致返回原始基因组序列，或插入或删除
高纯度生产和DNA碱基编辑核糖核蛋白的精确编辑
核糖核蛋白（RNP）复合物介导的碱基编辑预计将非常有益，因为与质粒或病毒载体介导的基因编辑相比，其具有脱靶效应，尤其是在治疗应用中。但是，在细菌系统中产生丰富的产量和高纯度的重组胞嘧啶基础编辑器（CBE）或腺嘌呤碱基编辑器（ABES）的生产具有挑战性。在这里，我们从人类细胞表达系统中获得了高度纯化的CBE/ABE蛋白，并且表明CBE/ABE RNP表现出不同的编辑模式（即，与质粒编码的CBE/ABE相比，CBE/ABE的转化率较小（即，多个碱基与单个碱基的转化率较小），主要是导致细胞中RNP的寿命有限的原因。此外，我们发现与质粒编码的ABE相比，ABE RNP的DNA和RNA的脱靶效应大大降低。我们最终将NG PAM – tarbetable -abe RNP应用于视网膜变性12（RD12）模型小鼠中的体内基因校正。
EGFR基因编辑通过CRISPR/CAS9和PRIME编辑EGFR基因编辑通过CRISPR/CAS9和PRIME编辑
将CRISPR/CAS9系统作为基因编辑工具的功能彻底改变了该领域，这是由于其易于设计和高灵敏度。CRISPR/CAS9系统有效地规避了先前基因编辑工具的局限性，并为基因组编辑的新时代铺平了道路。但是，更多的研究指出了CRISPR/CAS9自身的局限性。该技术的主要缺陷之一是脱靶效应的频率相对较高。为了克服这些障碍，最近已经开发了一种称为Prime Editing（PE）的第四代基因编辑工具。Prime编辑具有三个组成部分：Cas9 nickase，逆转录酶和Prime Editing Guide RNA（Pegrna）。PEGRNA可以进一步分解为间隔序列，支架，底漆结合位点和逆转录（RT）模板。RT模板已经包括可以通过逆转录酶转录的所需序列。这种新合成的DNA取代了原始链，提供了非常精确的编辑，而不是CRISPR/CAS9系统产生的随机插入/删除敲除。为此，我们进行了一系列研究，以比较CRISPR/CAS9系统和主要编辑的编辑效率。由CRISPR/CAS9系统敲除靶基因EGFR，已通过T7E1测定和质粒报告系统验证，这是强烈的绿色荧光信号所证明的。下一代测序已量化了Prime编辑的编辑率以及CRISPR/CAS9的编辑速率。ngs数据显示CRISPR/CAS9系统的高编辑频率，而未检测到Prime编辑的编辑。这种结果的可能原因之一是缺乏高通量实验来优化EGFR基因特异性的PEGRNA成分。
基因组编辑工具
瑞典皇家科学院决定将 2020 年诺贝尔化学奖授予 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna，以表彰他们开发了一种基因组编辑方法。引言 1953 年，JD Watson 和 FHC Crick 报告了 DNA 的分子结构 [1]。从那时起，科学家们就一直试图开发能够操纵细胞和生物遗传物质的技术。随着 RNA 引导的 CRISPR-Cas9 系统的发现，一种简单有效的基因组工程方法现已成为现实。这项技术的发展使科学家能够修改各种细胞和生物中的 DNA 序列。基因组操作不再是实验的瓶颈。如今，CRISPR-Cas9 技术被广泛应用于基础科学、生物技术和未来治疗学的开发 [2]。在原核生物中发现 CRISPR-Cas 系统。最终导致发现用于基因组编辑的强大的 CRISPR-Cas9 系统的工作始于鉴定细菌和古菌中存在的重复基因组结构。 1987 年，一份报告指出大肠杆菌基因组中存在一个不寻常的重复结构，该结构包含五个高度同源的 29 个碱基对 (bp) 序列，包括 14 bp 的二元对称序列，其间散布着 32 bp 的可变间隔序列 [3]。几年后，在嗜盐古菌 Haloferax mediterranei 的基因组中也发现了类似的重复结构，其中有 14 个几乎完全保守的 30 bp 序列，以规律的距离重复 [4]。后续的生物信息学分析表明，这些类型的重复在原核生物中很常见，且都具有相同的特殊特征：一个短的部分回文元素成簇出现，并被独特的恒定长度的中间序列隔开，这表明其起源于祖先并具有高度的生物学相关性 [5]。从此引入了术语 CRISPR，这是成簇的规律间隔的短回文重复序列的缩写 [6]。了解 CRISPR 功能的重要一步是鉴定出 CRISPR 相关 (cas) 基因，这是一组仅存在于含有 CRISPR 的原核生物中且始终位于 CRISPR 相邻位置的基因。鉴定出的 cas 基因编码的蛋白质具有解旋酶和核酸酶基序，表明其在 DNA 代谢或基因表达中发挥作用 [6]。与 CRISPR 的关联被用作定义特征，在接下来的几年中，描述了许多 Cas 蛋白亚家族 [7, 8]。CRISPR 位点的功能重要性一直难以捉摸，直到 2005 年，研究人员注意到独特的 CRISPR 序列来自可传播的遗传元件，例如噬菌体和质粒 [9-11]。携带这些特定序列的原核生物似乎可以免受感染，因为含有与间隔序列匹配的序列（称为原间隔序列）的质粒或病毒通常不存在于携带间隔序列的原核生物中 [9, 11]。这些相关发现表明 CRISPR 在原核生物防御入侵外来 DNA 方面发挥着作用，间隔序列被描述为“过去‘遗传攻击’的记忆” [10]。已经证明 CRISPR 转录成长 RNA