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社论：2024 年绿色和可持续化学编辑精选
绿色和可持续化学是全球循环经济和更可持续社会运动的核心。绿色化学 30 年前就已成为公认的术语，主要建立在多年的工艺化学改进之上，这些改进带来了更安全、更高效的化学制造。早期的运动主要集中在尽可能避免使用更危险的化学物质和减少有毒化学废物。虽然这些仍然是核心组成部分，但现在人们对化学领域有了更全面的看法，原料、工艺和产品成为关注的焦点。Frontiers Green and Sustainable Chemistry 力求涵盖化学产品生命周期的所有关键阶段，包括可再生资源和废物增值、清洁合成和替代技术、产品性能以及环境影响和可回收性等关键主题。我们寻求高质量的研究文章，这些文章涉及所有关键行业的重要产品，包括先进材料、药品和其他生物活性物质、电子产品以及家庭和个人护理产品。我们从 2024 年中精选了 10 篇反映这些原则和价值观的优秀研究文章。在文章《将废水中的鸟粪石转化为氢燃料储存化合物氨硼烷》中，一种有趣且重要的未来氢源氨硼烷是从废水中合成的（Dingra 等人）。这不仅为广泛使用的废物打开了新用途，还可以帮助缓解人们对废水充分处理的日益担忧。有机废物的一种更广泛认可的用途是将其热解以生产有用的油，例如可以与传统原油原料共同进料的油。然而，这种热解油的最大问题往往是质量差。在《用流体催化裂解处理可再生和废物基原料：对催化性能的影响和改进催化剂设计的考虑》中，FCC 中固体催化剂的优化表明，热解油可以用作化石油的替代品，而对性能影响甚微（Mastry 等人）。木质素是数量最多但开发程度最低的自然资源之一，尽管具有化学潜力，但其废弃物比原料更多。在《工业木质素的生物催化选择性酰化：设计用于工业配方的新型生物基添加剂的新途径》中，工业钠盐木质素通过生物催化工艺进行化学改性（Sarieddine 等人）。所得材料具有有用的特性，表明可能具有实际的工业应用价值。
利用图像可读的碱基编辑器记录重建空间中的细胞历史
了解单个细胞的祖先状态和谱系关系可以揭示发育背后的动态程序。通过设计细胞来主动记录自身基因组 DNA 中的信息可以揭示这些历史，但现有的记录系统信息容量有限或会破坏空间背景。在这里，我们介绍了 baseMEMOIR，它结合了碱基编辑、顺序杂交成像和贝叶斯推理，可以重建高分辨率细胞谱系树和细胞状态动态，同时保留空间组织。BaseMEMOIR 随机且不可逆地将工程二核苷酸编辑为三种备选图像可读状态之一。通过基因组整合可编辑二核苷酸阵列，我们构建了一个具有 792 位可记录、图像可读内存的胚胎干细胞系，比最先进的技术增加了 50 倍。模拟表明，这种内存大小足以准确重建深层谱系树。通过实验，baseMEMOIR 可以精确重建胚胎干细胞群落中 6 代或更多代的谱系树。此外，它还允许从端点图像推断祖先细胞状态及其定量细胞状态转换率。因此，baseMEMOIR 提供了一个可扩展的框架，用于重建空间组织的多细胞系统中的单细胞历史。
Prime editor 整合酶系统促进靶向 DNA 插入及其他
转录模板和引物结合位点（图 1 A) [1]。无需诱导 DSB 和提供 DNA 供体，prime editing 是一种很有前途的精准基因组编辑技术。Prime edit 最初效率较低 [1]。令人鼓舞的是，通过共表达占主导地位的负错配修复 (MMR) 蛋白来抑制 MMR 去除 prime edit 的异源双链 DNA 产物 [2]，或通过使用具有多核苷酸替换 [3] 或减少 3′ 端降解 [4] 的 pegRNA，取得了改进。Prime edit 通过所有 12 个碱基替换和不同长度的删除，大大提高了基因组编辑能力 [1,5]。然而，一个挑战是使用 PE 插入超过 40 bp 的长 DNA，这部分是由于 pegRNA 3′延伸的长度限制和较长 RNA 的转录效率降低 [1]。为了克服目前 Prime Editing 对长 DNA 插入的限制，最近的两项研究报道了 Prime Editor 整合酶 (PEI) 系统，该系统无缝结合了 Prime Editing 和基于丝氨酸整合酶的重组 [ 6 , 7 ]。
ApE，质粒编辑器：免费提供的 DNA 操作和可视化程序
DNA 可视化软件必须 1) 注释特征并以图形方式描述 DNA 特征，2) 模拟分子克隆技术，3) 生成具有视觉吸引力的图形输出。优秀的 DNA 可视化软件将意义赋予 DNA 碱基串。从根本上讲，这需要灵活的注释 - 将名称应用于区域，以及功能区域的可视化 - 应用图片来显示序列区域之间的空间关系。每一段 DNA 都应标注其生物学相关属性。此外，生物学家必须能够识别对特定重组技术有用的子序列，例如限制性酶识别序列、重组酶识别序列和重叠末端序列。优秀的 DNA 软件还提供对常见 DNA 操作（例如限制性消化或 Gibson 克隆）的强大计算机模拟。通过计算机操作 DNA，生物学家可以确保重组构建体包括功能完整的片段，这些片段具有顺序和框架内的 DNA。换句话说，优秀的软件允许研究人员综合工作计划。这可能是从所需产品开始在计算机上反向工作以确定所需的输入。相反，它允许研究人员从给定的一组可用质粒开始，并在虚拟实验室中工作以生成可能的产品。最后，可视化软件对于确定分析结果（DNA 序列、诊断 PCR 或限制性消化）是否产生了预期的产品非常有用。科学家可以使用该软件来比对序列或模拟每个步骤的凝胶以确认他们的工作。最后，好的 DNA 软件可以生成具有灵活细节级别的视觉上令人愉悦的输出。这种表示应该可以轻松地以开放且广泛使用的文本或图形格式导出。例如，文本输出可用于生成课堂报告、学生论文或供出版的手稿。同样，图形输出可用于生成会议海报或课堂报告或会议演示的幻灯片。
通过 ONE-seq 进行全球范围的 CRISPR 基因编辑器特异性分析，确定了人群-1
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可，根据 提供（未经同行评审认证）是作者/资助者，他已授予 bioRxiv 永久展示预印本的许可。它是此预印本的版权持有者此版本于 2021 年 4 月 5 日发布。；https://doi.org/10.1101/2021.04.05.438458 doi：bioRxiv 预印本
ACDN-01是第一个进入临床开发的RNA外显子编辑器，也是唯一的
波士顿，2024年1月29日 - 一家渴望通过重写RNA治疗人类疾病的生物技术公司Ascidian Therapeutics今天宣布，美国食品和药物管理局（FDA）已清除了其研究性新药（IND）的应用，并批准了ACDN-01的快速轨道名称。ACDN-01是有史以来的第一个临床RNA外显子编辑器，也是针对Stargardt疾病遗传原因的唯一临床阶段治疗。Ascidian预计将在2024年上半年开始参加ACDN-01的1/2期ACDN-01恒星研究。“ FDA为ACDN-01开放的IND - 第一个清除ACDN-01进行临床开发的监管机构，代表了Ascidian的重要里程碑和更广泛的RNA编辑领域。”海外治疗学总裁兼临时首席执行官。“我们之所以选择首先去FDA，是因为我们对数据的严谨性有信念，并且通过编辑RNA而不是DNA，Aspidian方法带来了独特的优势，具有改变Stargardt病人的生活，并且更广泛地改变了遗传医学的范围。”
使用可充电海水电池同时存储和海水脱盐：可行性和未来方向
背景CRISPR-CAS系统通过各种高级基因组编辑工具（例如核酸酶，基础编辑器和转座酶）演变，这些工具可以有效地产生靶向靶诱变[1]。尤其是，基于CRISPR系统开发的胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE）可以在包括小鼠在内的各种生物体中有效地执行C•g至t•a和a•t至g•c替代基础[2，3] [2，3] [4，5]。最近，也报道了C c cg base Editor（CGBE1），使C可以在人类细胞中进行G基础转移的c转移[6]。然而，由于基因编辑限制（由于同源性定向修复（HDR））导致的基因编辑局限性（HDR），涉及一个或多个核苷酸插入，转化或截断的精确靶向突变仍然具有挑战性。Prime Editor（PE）是一种新的概念基因组编辑工具，包括带有Nickase Cas9（H840A）的融合蛋白和商业的Moloney Moloney鼠白血病病毒逆转录酶（M-MLV RT）。pe由编码所需的编辑序列[7]的Prime编辑指南RNA（PEGRNA）驱动。这种精心设计的基因组编辑系统允许靶向基础转化率的靶向诱变，以及小的插入和插入，而没有双链DNA断裂或供体DNA [7-10]。
具有不受束缚的逆转录酶和环状 RNA 模板的分裂引物编辑器
Es 可实现删除、插入和碱基替换而不会造成双链断裂 1 。然而，目前的 PE2、PE2* 和 PEmax 效应物（nCas9 与 Moloney 鼠白血病病毒 RT（M-MLV RT）的融合）1 – 3 > 6.3 千碱基 (kb)，超出了 AAV 的包装能力。高产量生产如此大的蛋白质或 mRNA（用于核糖核蛋白 (RNP) 或 RNA 递送）也是一项挑战。尽管一些拆分策略已用于递送 Cas9 相关基因组编辑工具 4 ，包括拆分内含肽 5 – 7 和 MS2（参考文献 8 – 10）或 SunTag 11 系链，但大多数拆分方法才刚刚开始应用于 PE 2、12、13。这些元素增加了 PE 系统的尺寸、分子复杂性以及生产和递送负担，并且限制了 PE 开发的组合吞吐量（即核酸酶和 RT 成分的混合和匹配）。pegRNA 优化对于有效的引物编辑也很重要。当前的 pegRNA 是一种结合 RNA，由 sgRNA 和包含 RT 模板 (RTT) 和引物结合位点 (PBS) 的 3′ 延伸组成。尽管在 PE 系统中整合 RNA 分子很简单，但由于 PBS 和间隔区之间不可避免的碱基配对以及潜在的 RTT-支架相互作用，它容易发生 RNA 错误折叠。最后，pegRNA 中的 3′ 末端延伸暴露在外，易受核酸酶降解，这可能会损害 pegRNA 的完整性。虽然 3′ 末端二级结构提高了 pegRNA 的稳定性 14 ，但仍需要进一步努力减少 pegRNA 的错误折叠和不稳定性。
全基因组碱基编辑器筛选鉴定酵母中蛋白质丰度的调节剂
摘要 蛋白质是细胞中的关键分子，其丰度不仅在基因表达水平而且在转录后水平受到广泛调控。在这里，我们描述了一种酵母基因筛选方法，该方法能够系统地表征蛋白质丰度调控在基因组中的编码方式。该筛选方法结合了 CRISPR/Cas9 碱基编辑器来引入点突变，并对内源性蛋白质进行荧光标记以方便流式细胞仪读数。我们首先使用单个 gRNA 以及正向和负向选择筛选对酵母中的碱基编辑器性能进行了基准测试。然后，我们研究了 16,452 种基因扰动对代表各种细胞功能的 11 种蛋白质丰度的影响。我们发现了数百种调控关系，包括 GAPDH 同工酶 Tdh1/2/3 与 Ras/PKA 通路之间的新联系。许多已识别的调节因子特定于这 11 种蛋白质中的一种，但我们还发现了一些基因，这些基因在受到扰动时会影响大多数测试蛋白质的丰度。虽然更具体的调控因子通常作用于转录，但广泛的调控因子往往在蛋白质翻译中发挥作用。总的来说，我们的新筛选方法为蛋白质调控网络的组成部分、规模和连通性提供了前所未有的见解。
致编辑的信“六拨号策略”——心肺复苏期间的机械通气
根据现行指南，只要在心肺复苏期间建立了高级气道，就应提供正压通气，而无需暂停进行胸外按压。正压通气可以通过袋瓣复苏器 (BV) 或机械通气机 (MV) 提供，经证实，这两种方法同样有效。在繁忙的急诊室，对于受过较少培训的人员，使用 MV 比 BV 更有优势，因为它可以减少人为错误，并让气道管理员专注于其他复苏任务。目前，没有针对心脏骤停中 MV 设置的特定指南。我们提出了“心肺复苏期间的六拨式呼吸机策略”的概念，该概念涵盖了胸外按压期间适当的循证设置。我们建议使用容量控制通气，设置如下：(1) 呼气末正压为 0 cm 水柱（以允许静脉回流），(2) 潮气量为 8 mL/kg，吸入氧分数为 100%（以保证充分氧合），(3) 呼吸频率为每分钟 10 次（以保证充分通气），(4) 最大吸气峰压或 P max 报警为 60 cm 水柱（以保证胸外按压期间的潮气量输送），(5) 关闭触发器（以避免胸部回缩触发），(6) 吸气与呼气时间比为 1:5（以提供 1 秒的充分吸气时间）。关键词：心脏骤停、机械通气、通气策略。印度重症监护医学杂志 (2020)：10.5005/jp-journals-10071-23464