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将受精卵注射到牛胚胎中，对自然发生的序列变异进行基因组编辑
基因组编辑通过有针对性地引入天然序列变体，加速遗传增益，为改进当前的牛育种策略提供了机会。这可以通过在修复模板存在的情况下利用编辑器诱导的基因组切割后的同源性定向修复机制来实现。将基因组编辑器引入受精卵并在胚胎中进行编辑的优势在于，活体动物的发育不会受到影响，并且与当代基于胚胎的改良实践保持一致。在我们的研究中，我们调查了引入已知的前黑素体蛋白 17 ( PMEL ) 和催乳素受体 ( PRLR ) 基因的序列变体，并产生完全转化为精确基因型的非嵌合体编辑胚胎的潜力。将 gRNA/Cas9 编辑器注射到牛受精卵中以将 3 bp 缺失变体引入 PMEL 基因，可产生高达 11% 的完全转化胚胎。使用 TALEN 后，转化率提高到 48%，但前提是通过质粒递送。在几种已知 PRLR 序列变体、不同修复模板设计和 DNA、RNA 或核糖核蛋白传递的背景下测试三种 gRNA/Cas9 编辑器，实现了高达 8% 的完全转化率。此外，我们还开发了一种基于活检的非嵌合体胚胎筛选策略，该策略有可能专门生产具有预期精确编辑的非嵌合体动物。
生育、基因组学和胚胎研究：公众态度和理解
自 20 世纪 70 年代至今，英国在构建支持生命科学重大进步的政治、立法和监管环境方面一直走在世界各国的前列，这反过来又为个人提供了克服不孕不育和建立家庭的新机会，推动了对基因组力量的突破性研究，并扩大了社会对胚胎研究的理解和接受范围，以改善人类健康。这是一项重要的遗产，尽管必须积极而雄心勃勃地继续下去。征程尚未结束，自满不是一种选择。
太平洋pygmy章鱼的胚胎发展和繁殖力
抽象的生活史包括大多数章鱼物种的胚胎发育仍然很少了解。这使得难以识别卵和少年，从而阻碍了分布和分散研究。太平洋pygmy章鱼，副管（Perrier＆Rocheburne 1894）展示了包括其直接胚胎发育在内的特征，使其成为水产养殖的理想候选者。这项研究提供了有关胚胎发育，卵的形态特征以及在实验室条件下维持的野生雌性假单胞菌的繁殖力的详细信息，以复制自然的环境条件。太平洋侏儒章鱼显示出一种单核产卵模式，发生在时间分离的批处理中，导致批处理中异步的胚胎发育。鸡蛋总长度在7至10 mm（8.9±0.71 mm）之间。在胚胎发育过程中，确定了31个差异阶段，总持续时间为38天。染色体的分布显示出特定的模式，而背染色体比腹侧更丰富，更大。观察到的每位雌性300个卵的繁殖力是索诺拉（Sonora）巴伊亚·乔亚（Bahia Choya）先前报道的该物种的价值的两倍。这项研究有助于更好地理解Digueti P. digueti的生命周期。除了是基本的生殖方面，繁殖力是研究该物种生殖潜力和种群动态的关键要素。
真核 DNA 复制的可逆抑制剂阿非迪霉素对 CRISPR/Cas9 生产转基因猪胚胎的影响
摘要：嵌合现象是使用 CRISPR/Cas9 在胚胎中进行一步基因编辑的最重要限制，因为切割和修复有时会在受精卵的第一次 DNA 复制后发生。为了尽量降低嵌合现象的风险，本研究在细胞中释放 CRISPR/Cas9 后使用了可逆性 DNA 复制抑制剂。之前没有关于在猪胚胎中使用阿非迪霉素的信息，因此首先评估了不同浓度的该药物对 DNA 复制的可逆抑制和对胚胎发育的影响。用不同浓度和不同递送方法的 CRISPR/Cas9 测试了与阿非迪霉素孵育的效果。结果观察到了对 DNA 复制的可逆抑制，并且它具有浓度依赖性。确定了 0.5 µ M 的最佳浓度并将其用于后续实验。将该药物与 CRISPR/Cas9 一起使用后，观察到嵌合性减半，同时对胚胎发育产生不利影响。总之，使用可逆的 DNA 复制抑制提供了一种减少嵌合性的方法。然而，由于胚胎发育的减少，必须达到平衡才能使其使用可行。
胚胎学实验室指南
围产科医生有几种工具可以监测胎儿在子宫内的发育情况，并结合使用来评估整体胎儿生长、妊娠并发症、畸形检测和遗传异常。利用这些技术，现在可以将胎儿视为患者并进行治疗。超声检查 (超声波)：使用从组织中反射的高频声波来创建图像。这种方法可以尽早发现许多结构异常。近年来，这项技术随着多普勒超声的出现而得到了发展，它可以测量主要血管、心脏瓣膜和脐带内的血流。通常在收缩期会出现较高的正向流信号，随后会出现较小但仍在正向流动的舒张脉搏。这已成为一种常规且高度重视的诊断工具。母体血清筛查：已确定了母体血清中存在的一系列指示胎儿状态的分子标记。其中之一，α-胎蛋白 (AFP) 在约 14 周龄时达到峰值并“泄漏”到母体循环中。 AFP 母体血清浓度在妊娠中期达到峰值，并随着发育的进展而稳步下降，异常水平可能表明存在神经管缺陷、三体性（特别是 21 或 18 号染色体）和其他疾病。羊膜穿刺术：在该测试中，将一根针插入羊膜腔（由超声成像引导），并抽取少量液体。分析该液体的生化标志物，类似于母体血清筛查，但由于胎儿细胞会脱落到羊水中，因此也可以回收它们。回收的胎儿细胞将通过以下几项测试进行遗传缺陷筛查。胎儿丢失的风险约为 1%，但如果由熟练的中心进行，风险会大大降低。绒毛膜绒毛取样的相关技术包括用针取出部分胎盘（滋养层核心），然后可用于基因检测。这些类型的程序并非常规执行，但可用于高危妊娠（例如高龄产妇、家族遗传异常史或存在异常超声/血清筛查结果）。
细胞周期阶段和 DNA 修复途径影响猪胚胎中 CRISPR/Cas9 基因编辑效率
摘要：CRISPR/Cas9 技术是一种用于在不同细胞类型和物种中操作基因组的强大工具。然而，与所有新技术一样，它仍然需要改进。不同的因素会影响 CRISPR/Cas 在受精卵中的效率，从而影响创建大型动物研究模型的总成本和复杂性。本研究评估了 CRISPR/Cas9 成分注射时早期注射（激活/受精后 6 小时内）与晚期注射（激活/受精后 14-16 小时）受精卵细胞周期阶段的重要性，以及 DNA 修复的同源重组 (HR) 途径的抑制对受精、精子注射、体细胞核移植和孤雌激活技术产生的胚胎的基因编辑、胚胎存活和发育的影响。与早期注射（86.3%；28.8%）相比，晚期细胞周期注射降低了胚胎存活率（以未裂解胚胎的比例衡量）和囊胚形成率（68.2%；19.3%）。然而，晚期注射（73.8%）的囊胚基因编辑率高于早期注射（63.8%）的囊胚。抑制 HR 修复通路可使早期注射的囊胚基因编辑效率提高 15.6%，而不会影响胚胎发育。我们的研究结果表明，在早期细胞周期注射以及 HR 抑制可提高猪囊胚的受精卵活力和基因编辑率。
马卵母细胞和胚胎的基因操作
由于标准体外受精技术在马身上尚不可行，因此人们已使用多种不同技术来制造马胚胎用于研究。其中一种方法是孤雌生殖，即在没有引入精子的情况下诱导卵母细胞成熟为胚胎状状态，因此它们不被视为真正的胚胎。另一种方法是体细胞核移植 (SCNT)，即将现存马的体细胞核插入去核的卵母细胞中，从而产生供体马的遗传克隆。由于美国马卵母细胞供应有限，研究人员已研究将马体细胞核与其他物种的卵母细胞相结合以制造用于研究的胚胎的可能性，但迄今为止尚未成功。人们对使用暴露于外源 DNA 的精子生产转基因动物的兴趣也日益浓厚。成功创建转基因马胚泡表明精子介导基因转移 (SMGT) 具有良好的前景，但这种方法并不适用于基因治疗等其他应用，因为它不能用于诱导靶向突变。这就是 CRISPR/Cas9 等技术至关重要的原因。在这篇评论中，我们认为孤雌生殖、SCNT 和跨物种 SCNT 可以被视为基因操作策略，因为它们可以产生与亲本细胞基因相同的胚胎。在这里，我们描述了这些方法的执行方式及其应用，还描述了用于直接修改马胚胎的几种方法：SMGT 和 CRISPR/Cas9。
海鞘胚胎体内转录试验的批量 DNA 电穿孔
请引用本文：Darras, S . (2021)。海鞘胚胎体内转录试验的批量 DNA 电穿孔。Bio-protocol 11(18): e4160。DOI：10.21769/BioProtoc.4160。
Michael Anis Mihdi Afnan、Cynthia Rudin、Vincent Conitzer、Julian Savulescu、Abhishek Mishra、Yanhe Liu 和 Masoud Afnan。2021. 人工智能在体外受精中选择胚胎的伦理实施。2021 年 AAAI/ACM 人工智能、伦理和社会会议 (AIES '21) 论文集，2021 年 5 月 19-21 日，美国虚拟活动。ACM，美国纽约州纽约，11 页。https://doi.org/10.1145/3461702.3462589
体外受精 (IVF) 是一种彻底改变不孕症治疗的临床技术。该过程包括在实验室中使卵子受精，然后将产生的胚胎移植到子宫中。自然受精和受孕是一种低效的过程，任何特定胚胎活产的几率都很低。自然和医学治疗的解决方案是创造多个胚胎，以便最终可能有一个胚胎着床。在自然界中，成本是怀孕时间，如果没有胚胎着床，则需要承受无子女的痛苦。在临床实践中，成本还以美元来衡量。为了提高临床实践的效率，人们非常重视选择最有可能着床的胚胎。实验室最近的一项创新是几天内对培养中的胚胎进行延时成像。这产生了数千个视觉数据点，并有望通过基于人工智能 (AI) 的模型增强胚胎选择过程。在本文中，我们概述了 IVF 过程，回顾了目前使用人工智能进行胚胎选择的方法，讨论了在此特定领域使用人工智能的伦理问题，并提出了有关这项新技术的伦理实施建议。最后，我们鼓励人工智能研究人员与生育临床医生合作，以有意义且合乎道德的方式推进这项研究。
