竹节虫 Medauroidea extradentata 的孤雌生殖生命周期为转基因品系的产生提供了独特的优势,因为原则上在第一代就可以实现同源且稳定的转基因品系。然而,到目前为止,用于操纵其基因的遗传工具尚未开发出来。在这里,我们成功地实施了 CRISPR/Cas9 技术来修改竹节虫 Medauroidea extradentata 的基因组。作为概念验证,我们针对参与眼色素沉着的 ommochrome 途径的两个基因(朱砂和白色,分别为第二和第一外显子)以产生敲除 (KO) 突变体。产卵后 24 小时内进行微注射,重点关注单细胞(和单倍体)发育阶段。产生的 KO 导致朱砂和白色的眼睛和角质层颜色表型不同。纯合朱砂突变体的眼睛和表皮呈现淡色色素沉着,而纯合白色 KO 导致发育中的胚胎完全无色素表型。总之,我们表明 CRISPR/Cas9 可以成功应用于 M. extradentata 的基因组,从而产生表型不同且可存活的动物。现在可以使用这种遗传工具箱,利用孤雌生殖非模式生物创建稳定的转基因品系。
摘要 在感染巨牡蛎 (Crassostrea gigas) 的过程中,牡蛎疱疹病毒 1 (OsHV-1) RNA 会通过 A 到 I 的转化进行酶促修饰。与 OsHV-1 RNA 平行的 ADAR1 表达和超编辑活性的增加表明 dsRNA 编辑与抗病毒反应之间存在功能性联系。我们分析了 87 个 RNA 测序数据集,这些数据集来自暴露于 OsHV-1 的免疫致敏、抗性和易感牡蛎,以比较宿主和病毒转录本上的 ADAR 超编辑水平并追踪牡蛎基因上的超编辑。尽管在感染后期病毒 RNA 的编辑有所增加,但宿主 RNA 比病毒 RNA 更容易发生超编辑。一组占牡蛎转录组 0.5% 的基因(包括几个含三部分基序的序列)不断被超编辑。相反,我们鉴定出参与抗病毒反应、miRNA 成熟和表观遗传调控的基因,这些基因仅在特定条件下被过度编辑。尽管技术和生物学瓶颈阻碍了对双壳类“RNA 编辑组”的理解,但现有的工具和技术可以适用于双壳类软体动物。
摘要 神经节苷脂单唾液酸 (GM1) 神经节苷脂沉积症是一种罕见的常染色体隐性遗传病,通常由 GLB1 基因中的有害单核苷酸变异 (SNV) 引起。这些变异导致 b-半乳糖苷酶 (b-gal) 活性降低,从而导致与过早死亡相关的神经退行性病变。目前,尚无有效的 GM1 神经节苷脂沉积症治疗方法。正在进行的三项临床试验旨在提供 GLB1 基因的功能性拷贝以阻止疾病进展。在这项研究中,我们表明 41% 的 GLB1 致病 SNV 可以被腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 取代。我们的结果表明,ABE 可以有效地纠正患者来源的成纤维细胞中的致病等位基因,恢复 b-gal 活性的治疗水平。脱靶 DNA 分析未检测到接受治疗的患者细胞中的脱靶编辑活动,除了基于 3D 结构生物信息学预测的不影响 b-gal 活性的旁观者编辑。总之,我们的结果表明基因编辑可能是治疗 GM1 神经节苷脂沉积症的替代策略。
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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)
(未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2025 年 1 月 21 日发布。;https://doi.org/10.1101/2025.01.21.634116 doi:bioRxiv preprint
基因组编辑对于医学和研究目的都具有重要价值。未来的医学应用包括纠正与疾病相关的突变、破坏致病基因,甚至引入新基因(例如,使免疫系统对肿瘤细胞敏感)。研究应用范围从在细胞系或生物体中创建敲除/敲除,和/或引入突变,以研究特定蛋白质、通路或过程的作用,到创建人源化疾病模型。鉴于实际应用的诱人范围,人们在开发基因组编辑方法方面付出了相当大的努力也就不足为奇了。引入基因组变化的传统方式是使用自发重组,要么引入 DNA 突变,要么插入允许进一步使用重组酶(如 Cre)切除基因的序列 [参见 Sauer (2002) 的评论]。随后,锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应物核酸酶 (TALEN) 的发现,使得该领域取得了长足的进步,因为它们可以在所需的基因组位置而不是随机的位置引入 DNA 断裂 [参见 Gaj 等人 (2013) 的综述]。尽管如此,基因组编辑领域最大的进步是最近发现的成簇的规律间隔回文重复 (CRISPR) 相关 (Cas) 系统 (Ishino 等人,1987 年;Jansen 等人,2002 年;Jinek 等人,2012 年;Cong 等人,2013 年;Mali 等人,2013 年)。
François Wasels、Gwladys Chartier、Rémi Hocq、Nicolas Lopes Ferreira。CRISPR/Anti-CRISPR 基因组编辑方法强调了丙酮丁醇梭菌 DSM 792 中丁醇脱氢酶的协同作用。应用与环境微生物学,2020 年,86 (13),第 e00408-20 页。�10.1128/AEM.00408-20�。�hal-02913128�