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基于CRISPR-Cas的工具的开发和应用
成簇的规律间隔的短回文重复序列-CRISPR相关（CRISPR-Cas）系统作为细菌和古菌中一种重要的RNA引导的适应性免疫系统，其功能是防御病毒、质粒和转座子等移动遗传元件（MGEs）的侵害（Sorek et al., 2013; Faure et al., 2019; Koonin and Makarova, 2019; Makarova et al., 2019）。CRISPR位点由Cas基因和CRISPR阵列组成。CRISPR-Cas系统的功能主要分为三个阶段。第一阶段是适应阶段，Cas蛋白如Cas1和Cas2将外来的原型间隔序列插入到CRISPR阵列中，使其成为新的间隔物。第二阶段为表达阶段，CRISPR阵列转录为前CRISPR RNA（crRNA），随后加工为成熟的crRNA。最后是干扰阶段，crRNA引导CRISPR效应蛋白裂解病毒、质粒等外来靶序列（Barrangou et al., 2007; Brouns et al., 2008）。此前人们认为CRISPR系统仅存在于细菌和古菌中，但最近在巨型噬菌体中发现，CRISPR系统缺少适应阶段所需的Cas蛋白，如Cas1、Cas2和Cas4，而相应的效应蛋白也具备基因编辑能力（Al-Shayeb et al., 2020; Pausch et al., 2020）。这些CRISPR-Cas系统可能靶向宿主基因组，调控宿主基因表达，增强噬菌体的生存力（Al-Shayeb et al.，2020）。CRISPR-Cas系统与MGEs竞争，促进了CRISPR-Cas系统的进化，大大增加了其多样性（Koonin and Makarova，2019）。目前的CRISPR-Cas系统根据效应模块分为1类和2类（Makarova et al.，2015）。1类系统具有由多个Cas蛋白组成的效应模块，包括3种类型和16种亚型，而2类系统包含一个大蛋白，包括3种类型和17种亚型（Makarova et al.，2019）。在过去的十年中，CRISPR-Cas系统已经发展成为多种编辑工具。由于1类成员的复杂性，目前开发的基因编辑工具较少（Özcan等人，2021；Dolan等人，2019；Cameron等人，2019）。目前，2类成员正在被开发成大量的基因编辑工具。2类系统分为三类，包括II型、V型和
虚拟 RelStat-2021
提高现代车辆部件中电子控制单元的调整精度，以确保其可靠性和安全性 - Shakhrom Begizhonov、Polina Buyvol、Irina Makarova、Aleksey Boyko 和 Eduard Tsybunov（俄罗斯）
儿童偏瘫的口服ATP治疗
开发有效的安全产品（FGHDHFGH，2022）。的情境意识定义为理解和解释环境条件和事件的认知过程，在决策中至关重要，特别是在确保准确，最佳选择以及避免事件和不幸事件和事故的背景下，这些事件和事件可归因于人类个人所犯下的误解，错误和错误。Endley将情境意识定义为感知和理解环境因素并很快预测其状态（Avdeenko and Makarova，2018年）。在网络安全环境中，情境意识对于网络安全很重要，需要人类分析师参与数据融合和决策过程（Alosaimi和Almutairi，2023年）。在这种情况下，“网络情境意识”一词是指该组织全面了解其网络安全格局的能力，包括其当前的安全姿势，潜在的漏洞和主动威胁。通过提高情境意识，组织可以更好地预测和减轻网络风险，从而保护其数字资产并保持业务连续性（Munir等，2021； Friedberg等，2015）。
“二十一世纪的科学：……的挑战
Chernov Oleksandr 全球化是经济发展的先决条件 ...................................................................................................................................... 215 Chukhlib Nastya 联合国安全理事会的成立及其在确保国际和平中的作用 ...................................................................................................................................................... 217 Derewjanko Ewgenija 铁路交易所的历史和开发 ...................................................................................................................................... 220 Golovko Elizabeth 司法偏见的心理方面 ............................................................................................................................................. 223 Hryha Dariia 论健康商业关系的重要性 ............................................................................................................................................. 226 Kriukova Ksenia 欧洲货运市场：当前的挑战及其可能的后果 .................................................................................................................................. 229 Linnyk Anna 乌克兰反腐败领域的刑法政策 ........................................................................................................ 232 Lytvynova Olena 俄罗斯联邦对乌克兰人民种族灭绝罪的国际法律责任 ............................................................................................................. 235 Makarova Hanna 乌克兰战争对整个世界的影响 ............................................................................................................. 238 Nochovna Hanna 乌克兰商品的适当质量、安全和法律监管
利用CRISPR/Cas9进行基因组编辑的原理与过敏性疾病......
生物化学研究 2008 ： 63 ： 17 ― 20. 5) Carroll D. 利用可靶向核酸酶进行基因组工程。生物化学年鉴2014； 83：409―39.6）Jinek M、Chylinski K、Fonfara I、Hauer M、Doudna JA、Charpentier E. 适应性细菌免疫中的可编程双RNA引导DNA内切酶。科学 2012； 337：816―21.7）Gasiunas G、Barrangou R、Horvath P、Siksnys V. Cas9-crRNA 核糖核蛋白复合物介导特异性 DNA 切割以实现细菌适应性免疫。美国国家科学院院刊2012； 109：E2579―86. 8) Nakata A，Shinagawa H，Amemura M.大肠杆菌碱性磷酸酶同工酶基因（iap）的克隆。基因 1982； 19: 313 -- 9. 9) Nakata A、Amemura M、Makino K. 大肠杆菌 K-12 染色体中重复序列的异常核苷酸排列。细菌学杂志1989； 171: 3553 ― 6.10) Groenen PM、Bunschoten AE、van Soolingen D、van Embden JD。结核分枝杆菌直接重复簇中 DNA 多态性的性质；通过一种新颖的分型方法进行菌株鉴别的应用。分子微生物学1993； 10： 1057 — 65。11) Mojica FJ、Judge G、Rodriguez-Valera F. 不同盐度下邻近部分修饰的 PstI 位点的 Haloferax medi- terranei 序列的转录。分子微生物学1993； 9：613―21。12）Bult CJ，White O，Olsen GJ，Zhou L，Fleischmann RD，Sutton GG 等。产甲烷古菌 Methanococcus jannaschii 的完整基因组序列。科学 1996 ； 273: 1058 ― 73.13) Haft DH，Selengut J，Mongodin EF，Nelson KE。原核生物基因组中存在 45 个 CRISPR 相关 (Cas) 蛋白家族和多种 CRISPR/Cas 亚型。 PLoS Comput Biol 2005； 1：e6 14) Makarova KS、Aravind L、Grishin NV、Rogozin IB、Koonin EV。通过基因组背景分析预测的嗜热古菌和细菌特有的 DNA 修复系统。核酸研究2002； 30：482―96.15）Makarova KS，Aravind L，Wolf YI，Koonin EV。 Cas 蛋白家族的统一以及 CRISPR-Cas 系统起源和进化的简单场景。直接生物学2011； 6：38。16) Mojica FJM、Ten-Villaseñor C、Garcia-Martinez J、Soria E. 间隔规则的原核重复序列的介入序列源自外来遗传元素。 J Mol Evol.2005； 60： 174 ― 82。17) Pourcel C、Salvignol G、Vergnaud G. 鼠疫耶尔森氏菌中的 CRISPR 元素通过优先吸收噬菌体 DNA 获得新的重复序列。微生物学 2005； 151: 653 ― 63.18) Bolotin A, Quinquis B, Sorokin A, Ehrlich SD。
CRISPR-CasとOMEGashisutemuの分子基盘 - 生化学
202. 3) Wang, JY, Tuck, OT, Skopintsev, P., Soczek, KM, Li, G., Al-Shayeb, B., Zhou, J., & Doudna, JA (2023) 通过 CRISPR 修剪器整合酶进行基因组扩展。Nature，618，855 ‒ 861。4) Wang, JY, Pausch, P., & Doudna, JA (2022) CRISPR-Cas 免疫和基因组编辑酶的结构生物学。Nat. Rev. Microbiol. , 20 , 641 ‒ 656。5) Anzalone, AV、Randolph, PB、Davis, JR、Sousa, AA、Ko-blan, LW、Levy, JM、Chen, PJ、Wilson, C.、Newby, GA、Raguram, A. 等人 (2019) 无需双链断裂或供体 DNA 的搜索和替换基因组编辑。Nature，576，149 ‒ 157。6) Mehta, J. (2021) CRISPR-Cas9 基因编辑用于治疗镰状细胞病和β地中海贫血。N. Engl. J. Med.，384，e91。 7) Kapitonov, VV, Makarova, KS, & Koonin, EV (2015) ISC，一组编码 Cas9 同源物的新型细菌和古细菌 DNA 转座子。J. Bacteriol. ，198，797 ‒ 807。8) Altae-Tran, H., Kannan, S., Demircioglu, FE, Oshiro, R., Nety, SP, McKay, LJ, Dlakić, M., Inskeep, WP, Makarova, KS, Macrae, RK, et al. (2021) 广泛分布的 IS200/IS605 转座子家族编码多种可编程的 RNA 引导的核酸内切酶。 Science , 374 , 57 œ 65。9) Weinberg, Z., Perreault, J., Meyer, MM, & Breaker, RR (2009) 细菌宏基因组分析揭示的特殊结构化非编码 RNA。Nature , 462 , 656 œ 659。10) Hirano, S., Kappel, K., Altae-Tran, H., Faure, G., Wilkinson, ME, Kannan, S., Demircioglu, FE, Yan, R., Shiozaki, M., Yu, Z., et al. (2022) OMEGA 切口酶 IsrB 与 ω RNA 和靶 DNA 复合的结构。 Nature , 610 , 575 œ 581。11) Biou, V., Shu, F., 和 Ramakrishnan, V. (1995) X 射线晶体学显示翻译起始因子 IF3 由两个通过 α 螺旋连接的紧凑的 α/β 结构域组成。EMBO J. , 14 , 4056 œ 4064。12) Schuler, G., Hu, C., 和 Ke, A. (2022) IscB-ω RNA 进行 RNA 引导的 DNA 切割的结构基础以及与 Cas9 的机制比较。 Science，376，1476 ‒ 1481。13) Bravo, JPK、Liu, MS、Hibshman, GN、Dangerfield, TL、Jung, K.、McCool, RS、Johnson, KA 和 Taylor, DW (2022) CRISPR-Cas9 错配监测的结构基础。Nature，603，343 ‒ 347。14) Aliaga Goltsman, DS、Alexander, LM、Lin, JL、Fregoso Ocampo, R.、Freeman, B.、Lamothe, RC、Perez Rivas, A.、Temoche-Diaz, MM、Chadha, S.、Nordenfelt, N. 等人 (2022) 从未培养的微生物中发现用于基因组编辑的紧凑型 Cas9d 和 HEARO 酶。Nat. Commun. ，13，7602。
CRISPR/Cas9 基因编辑如何彻底改变 T 细胞研究
简介成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR)/Cas9 彻底改变了科学家在生物学和医学所有领域的研究方式。通过轻松、快速和精确地操纵遗传密码，科学家可以以前所未有的速度和精度探究新基因的作用。 Jennifer Doudna 和 Emmanuelle Charpentier 因发现 CRISPR/Cas9 而获得 2020 年诺贝尔奖，这标志着一场生物学革命的开始。 CRISPR 是在细菌中发现的一种防御机制，它通过引导 DNA 切割核酸酶到外来基因组 DNA 来破坏入侵的细菌病毒（即噬菌体）的外来 DNA（Makarova 等人，2006 年；Barrangou 等人，2007 年；Garneau 等人，2010 年）。此后，人们发现了多种可以切割外来 DNA 的 CRISPR 核酸酶，其中研究最多的是单亚基 II 型 CRISPR 核酸酶 Cas9。CRISPR/Cas9 不是第一个或唯一的基因编辑工具，但它可以高精度、轻松地编辑基因组的大多数部分。在 T 细胞免疫学中，CRISPR/Cas9 的应用使科学家能够研究哪些基因是癌症免疫逃避所必需的（Kearney 等人，2018 年；Pan 等人，2018 年；Lawson 等人，2020 年），免疫介导的癌症消除
使用农杆菌介导的转化技术的CRISPR编辑的桦木植物无DNA整合
摘要39 CRISPR/CAS9系统已成为基因组编辑中的强大工具；但是，40代CRISPR编辑的无DNA植物仍然具有挑战性。在这项研究中，使用了使用农业介导的转化43（CPDAT方法），使用41个Betula Plathylla（Birch）构建一种生成CRISPR PRECTER 42植物的方法。该技术利用瞬时遗传转化将TNNA编码GRNA和Cas9引入桦木细胞，T-DNA将表达45个合成的GRNA和CAS9蛋白，这将形成一个复合物以裂解靶标46 DNA位点。基因组可能由于DNA修复而被突变，并且这些突变将被保留47个，并积累不取决于是否将T-DNA整合到48个基因组中。瞬时转化后，将桦树植物切成植物，至49个诱导不定的芽而没有抗生素选择压力。每个不定的芽50可以视为突变51检测的独立潜在的CRISPR编辑线。CRISPR编辑的桦木植物没有外国DNA整合，还可以通过筛选CRISPR编辑的线条而没有T-DNA整合。在65 53个随机选择的独立线中，突变率为80.00％，包括40.00％54的线，两个等位基因突变。此外，在有65条研究的线（7.69％）中，有5条线是CRISPR-编辑的桦木植物，而没有DNA整合。总而言之，这56种创新方法提出了一种生成CRISPR编辑的桦木57种植物的新型策略，从而显着提高了产生常见的58种CRISPR-CRISPR-编辑植物的效率。81这些发现提供了开发植物59基因组编辑技术的巨大潜力。60 61简介62 CRISPR/CAS9是一种适用于植物育种的强大而有效的基因编辑技术，63可以精确有效地修饰基因组（Fidan等，2023）。CRISPR/CAS 64系统最初被发现可以识别并裂解入侵的病毒或噬菌体的65个DNA，可作为细菌中的免疫系统（Ahmad，2023; Kim等，2016; 66 Komor等，2016; Koonin等，2017; Zetsche等，2015; 66 Komor et al。，2015;CRISPR-CAS系统67已根据其CRISPR-CAS位点的布置和相关的CAS 69蛋白（Koonin等，2017; Makarova; Makarova and Koonin，2015）分类为两个主要类（II，II，III，68 IV，V和VI）和各种类型（I，II，III，68 IV，V和VI）。两个主要类是70类1和2，根据其利用的CRISPR 71 RNA（CRRNA）摄影蛋白的复合物（McDonald等，2019）。1类系统（包括72型I，III和IV）由由几种CAS 73蛋白结合的成熟CRRNA组成，形成了巨大的蛋白质复合物。该复合物通过在原始探针75的互补链DNA（靶位点）和GRNA间隔者的5'-End序列之间进行配对，作为目标74 DNA位点的指南，并且具有核酸酶76的活性，以裂解靶向序列（Garneau，2010; Tiwari等，2010; Tiwari et and and and an。2类系统包括II型，V和VI，分别具有78个CAS蛋白，例如Cas9，Cas12或Cas13，并且还具有靶向和切割DNA的79功能（Jinek等，2012）。在2类系统中，80 Cas9-Crispr系统已被广泛应用。
从全基因组 CRISPR-CAS9 筛查中得到的经验教训：
CRISPR 技术以一种前所未有的方式彻底改变了生物医学领域，PCR 可能是人们能想到的唯一例子。该系统最初在细菌中发现，是一种适应性免疫系统（Makarova 等人，2011 年），很快就被证明是生物医学中最强大的工具之一，其应用于基因操作，包括敲除、抑制、激活、编辑（Adli，2018 年）、功能研究和治疗学（Steinhart 等人，2017 年；Uddin 等人，2020 年）。大规模筛选是一种 CRISPR 应用，用于寻找参与感兴趣的生物途径的基因。 CRISPR-Cas9 系统能够靶向和敲除任何感兴趣的基因，因此已被用于各种全基因组筛选研究，在这些研究中，研究人员从 sgRNA 文库中筛选出与感兴趣过程相关的间隔物 (Shalem 等人，2014 年；Wang 等人，2014 年)。这些功能基因组研究引入了 CRISPR 时代之前未曾考虑过的新的潜在治疗靶点。这些研究的一个例子是我们进行的全基因组 CRISPR-Cas9 筛选，并引入了 SH3D21 作为吉西他滨的新型敏化剂 (Masoudi 等人，2019 年)。鉴于 CRISPR-Cas9 基因组规模筛选的复杂性和多步骤性（参见补充信息，补充图 1），研究人员在开始之前应该注意一些关键点和挑战。这篇评论将全基因组 CRISPR-Cas9 筛选的经验分享给那些正在考虑使用该系统进行大规模筛选但尚未有过此经验的研究人员。作者将逐步引导读者完成整个过程，提及他的经验/挑战，并在适当的情况下展示原始结果作为示例。
用于神经肌肉接口的软生物电子植入物的快速成型
用作神经肌肉接口的软生物电子植入物的快速原型设计 Dzmitry Afanasenkau 1& , Dana Kalinina 2& , Vsevolod Lyakhovetskii 3,5 , Christoph Tondera 1 , Oleg Gorsky 2,3,5 , Seyyed Moosavi 1 , Natalia Pavlova 2,3 , Natalia Merkulyeva 2,3,5 , Allan V. Kalueff 6,7 , Ivan R. Minev 1,8#* , Pavel Musienko 2,3,4,5#* 1 生物技术中心 (BIOTEC), 分子和细胞生物工程中心 (CMCB), 德累斯顿工业大学, Tatzberg 47-49, 01307 Dresden, 德国。 2 圣彼得堡国立大学转化生物医学研究所，圣彼得堡，Universitetskaya emb. 7/9，199034，俄罗斯 3 俄罗斯科学院巴甫洛夫生理研究所，圣彼得堡，马卡洛娃 emb. 6，199034，俄罗斯 4 俄罗斯联邦卫生部圣彼得堡国立肺结核研究所儿童外科和矫形诊所，圣彼得堡，Politekhnicheskaya，32，191036，俄罗斯 5 俄罗斯联邦卫生部俄罗斯放射学和外科技术研究中心，圣彼得堡，列宁格勒街，70，197758，俄罗斯 6 西南大学药学院，重庆，中国 7 乌拉尔联邦大学，叶卡捷琳堡，俄罗斯8 英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程系，Mappin 街，谢菲尔德，S1 3JD，英国。& 这些作者贡献相同 # 这些作者贡献相同 * 通讯作者；pol-spb@mail.ru (PM)；i.minev@sheffield.ac.uk (IRM)。摘要 神经肌肉接口是将生物电子技术转化为临床医学应用所必需的。在这里，通过利用机器人控制的低粘度导电油墨喷墨沉积、绝缘硅酮糊剂的挤出以及通过冷空气等离子体对电极表面的原位激活，我们表明可以快速打印柔软的生物相容性材料，以按需制作定制电极阵列的原型，这些电极阵列可以很好地适应特定的解剖环境、功能和实验模型。我们还表明，打印的生物电子接口允许长期整合和功能稳定性，用于监测和激活猫、大鼠和斑马鱼的大脑、脊髓和神经肌肉系统中的神经通路。该技术可能使个性化生物电子技术应用于神经假体。一句话编辑摘要：通过机器人控制导电墨水和绝缘墨水的沉积，可以快速制作出适合特定解剖环境、功能和实验模型的定制软电极阵列原型。