14698137,2022,4,由威利在线图书馆科学与技术信息办公室于 [2023 年 11 月 10 日] 从 https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17911 下载。有关使用规则,请参阅威利在线图书馆的条款和条件 (https://onlinelibrary.wiley.com/terms-and-conditions);OA 文章受适用的知识共享许可的约束
心血管疾病仍然是全球范围内导致死亡的主要原因,其中血浆低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 水平高(或称高胆固醇血症)和血浆甘油三酯水平高(或称高脂血症)是风险的主要决定因素。[1,2] 降低胆固醇是一个有吸引力的治疗目标,LDL-C 降低 30-40% 与心血管疾病风险同时降低相关。[3] 他汀类药物是目前的标准治疗方法,由于不耐受和增加剂量的副作用,10-20% 的高危患者群体被忽视,这促使人们从遗传学角度寻找替代品。 [3,4] 当前蛋白转化酶枯草溶菌素/kexin 9 型 (PCSK9) 的功能获得性突变被确定为常染色体显性高胆固醇血症的病因,导致患者的 LDL-C 水平升高和早期冠心病 (CHD) 时,人们发现了第一个心脏保护基因靶点。[5] PCSK9 的功能丧失序列变异导致 LDL-C 水平显著降低 (40%) 和 CHD 降低 88%。[6] PCSK9 是一种在肝脏中表达的 LDL 受体 (LDLR) 拮抗剂,因此过表达会导致 LDL 受体减少,并降低血浆中的 LDL-C 清除率。[7] 针对 PCSK9 的单克隆抗体被认为是解决他汀类药物尚未满足的重大需求的潜在解决方案。 [8] 然而,PCSK9 抗体(例如 alirocumab)在临床试验中表现出不良反应,包括注射部位反应、神经认知事件、眼科事件和抗药抗体产生。[9] 小干扰 RNA(siRNA),例如 inclisiran,已被开发用于提供与抗体疗法类似的心脏保护作用。[10] 虽然这些 siRNA 能够显著下调 PCSK9,但与这种基因操作方式相关的高脱靶效应仍然令人担忧。CRISPR/Cas9 介导的基因破坏为更高精度、更低频率的治疗提供了一种替代方案。[11]
图像 - 基础丰度多重免疫特征:翻译就业。国际免疫肿瘤boumarker;页,D.B。; Broeckx,G。;冈萨雷斯(C.A.);伯基,c。墨菲,c。 Reis-Filho,J.S。; ly,a。; Harms,P.W。; Gupta,R.R。; Vieth,M。;血液,AI。;卡希拉(M。) Cosle,Z。;远处,P.J。van; Veranded,s。; Thasgaard,J。; Khiroya,r。 Abduljabbar,K。; Haab,G。Acosta; ACS,b。亚当斯(Adams) Almeida,J.S。; cover-cloud,i。 Azmoudeh-Ardalan,f。; Badve,s。; Baharun,N.B。; Bellolio,E.R。;祝福,诉; Blenman,K.R。; Fujimoto,L。Botiny Mendo;俄勒冈州汉堡; Chardas,A。; Cheang,M.C ..;复制,f。;库珀,洛杉矶; Coosemans,A。;站立,g。 Portela,F.L。dantes; Deman,f。; Demaria,s。; Dudgeon,S.N。; Elghazawy,M。; Fernand-Martin,c。 Fineberg,s。; Fox,S.B。; Giltnane,J.M。; Gnjatic,s。; Constance-Ericson,P.I。; Grigoriadis,A。; Halama,n。;汉娜(M.G.); Harbhajanka,A。; Hart,S.N。; Hartman,J。; Hewitt,S。; H.M。; Husain,Z。; Irshad,s。; Janssen,E.A; Cataoka,T.R。; Kawaguchi,K。; A.I. Khramsov; Kiraz,U。 Kirtani,P。;代码,L.L。; Corsica,K。; Acturk,G。; Scott,E。; E。;厨师,a。; Laenkholm,A.V。; Lang-Schwarz,c。 Larsimont,d。; J.K. Reading; Lerossau,M。; li,x。; Madabhus,A。; Maley,S.K。; Narasimhamhamurthy,V。Manur; Marks,D.K。;麦当劳E.S.; Pinard,C.J。; Rau,T.T。; Mehrotra,r。 Michels,s。; Kharidehal,d。; mirs,f。;米塔尔(Mittal)摩尔,D.A。; Mushtaq,s。; Nighat,H。; Papathomas,T。; lon-lorca,f。; Pera,R.D。; Pinto-Karden,J.C。;李子,G。; Pusztai,L。;新泽西州拉杰普特;报告,B.L。; Ribeiro,J.M。2024,第(262,3,(2024),pp。271-288)
† 对于在六个标准 QIAcuity 通道(绿色、黄色、橙色、红色、深红色和远红色)中检测单个目标的多重反应,建议最终测定浓度为 0.8 µM 正向引物、0.8 µM 反向引物和 0.4 µM 探针。使用长斯托克斯位移染料时,需要不同的测定浓度。有关更多详细信息,请参阅 QIAcuity 高多重探针 PCR 试剂盒手册。
结果:在此概念证明中,我们将基因组剃须 - seq应用于小鼠胚胎干细胞和人类癌细胞,每实验产生并绘制数百至数千个SV。我们发现,通过CRE介导的对称LOXP位点产生SVS的细胞是迅速决定的,这可能是由于CRE和/或SVS本身的毒性所致。相比之下,在非对称attb/p位点,通过BXB1介导的重组产生SV的细胞是稳定的。这种稳定性使我们能够研究作用于不同类别BXB1诱导的SV的选择压力,并开始表征其功能后果。首先,我们发现带有较大缺失但没有反转的细胞是从增殖的细胞种群中预先损失的,这部分归因于不容忍中心粒损失。第二,我们观察到,尽管平衡的易位在体外耐受,不平衡的易位,尤其是那些敏感的易位,但迅速耗尽了。最后,通过在基因组洗牌细胞的瓶颈种群中共同合并转录组和盒式盒式条形码配对,我们证明我们可以确保特异性,诱导的SVS对基因表达的后果。
雷特综合征 (RTT) 是一种 X 连锁神经发育障碍,由年轻女性 X 染色体上的甲基 CpG 结合蛋白 2 ( MECP2 ) 的功能丧失杂合突变引起。从失活的 X 染色体 (Xi) 重新激活沉默的野生型 MECP2 等位基因代表着对女性 RTT 患者的一个有希望的治疗机会。在这里,我们应用了一种多重表观基因组编辑方法,从 RTT 人胚胎干细胞 (hESC) 和衍生的神经元中重新激活 Xi 中的 MECP2。通过 dCas9-Tet1 和靶向单向导 RNA 对 MECP2 启动子进行去甲基化,从 RTT hESC 中的 Xi 重新激活 MECP2,而在转录水平上没有可检测到的脱靶效应。来自甲基化编辑的 RTT hESC 的神经元维持了 MECP2 的再激活,并逆转了 RTT 的两个特征:体细胞尺寸变小和电生理异常。在 RTT 神经元中,通过 dCpf1-CTCF(与 CCCTC 结合因子融合的催化死亡 Cpf1)和靶 CRISPR RNA 隔离甲基化编辑的 MECP2 基因位点可增强 MECP2 的再激活并挽救 RTT 相关的神经元缺陷,为表观基因组编辑治疗 RTT 和其他潜在的显性 X 连锁疾病提供了概念验证研究。
多重基因组编辑 (MGE) 技术是最近开发的多功能生物工程工具,用于高精度修改基因组中两个或多个特定 DNA 基因座。这些基因组编辑工具大大提高了在多个核苷酸水平上向目标基因组引入所需变化的可行性。特别是,基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) [CRISPR/Cas] 系统的 MGE 工具允许同时在一个或多个基因的多个基因座上精确地产生直接突变。MGE 正在增强植物分子生物学领域,并为彻底改变现代作物育种方法提供了能力,因为使用之前的基因组编辑工具(例如锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN))几乎不可能在单碱基对水平上如此精确地编辑基因组。最近,研究人员不仅开始使用 MGE 工具来推进某些植物科学领域的基因组编辑应用,而且还试图解释和回答与植物生物学相关的基本问题。在这篇评论中,我们讨论了目前在开发和利用 MGE 工具方面取得的进展,重点介绍了 CRISPR/Cas9 发现后植物生物学的改进。此外,还介绍了涉及 CRISPR/Cas 应用以编辑多个基因座或基因的最新进展。最后,对 MGE 技术在推进作物改良计划方面的优势和重要性进行了深入分析。
随着包括多重基因组工程在内的合成生物学工具的生物技术应用迅速扩展,构建战略性设计的酵母细胞工厂变得越来越可能。这在很大程度上要归功于 CRISPR/Cas 技术和高通量组学工具等基因组编辑方法的最新进展。模型生物面包酵母 ( 酿酒酵母 ) 是生产高价值代谢物的重要合成生物学基础。多重基因组工程方法可以加快酵母细胞工厂中有效异源途径的构建和微调。最近出现了许多利用这一点的多重基因组编辑技术。本综述重点介绍此类工具的最新进展,例如 delta 整合和 rDNA 簇整合与 CRISPR-Cas 工具相结合,可大大提高多重整合效率。还回顾了作为多拷贝基因整合创新替代方法的预置门系统的例子。除了多重整合研究之外,还讨论了替代基因组编辑方法的多重化。最后,我们讨论了涉及非常规酵母的多重基因组编辑研究以及自动化对于高效细胞工厂设计和构建的重要性。将 CRISPR/Cas 系统与传统酵母多重基因组整合或供体 DNA 递送方法相结合,可通过提高效率和准确性来加快菌株开发。诸如在基因组中预先放置合成序列等新方法以及改进的生物信息学工具和自动化技术有可能进一步简化菌株开发过程。此外,讨论的用于改造酿酒酵母的技术可以适用于其他工业上重要的酵母物种,以进行细胞工厂开发。
摘要 CRISPR-Cas 系统是一种原核免疫系统,不仅在细菌和古细菌中广泛增殖,而且最近在人类生物学研究和应用中也广泛存在。迄今为止,许多工作都利用了合成的 sgRNA 和 CRISPR 核酸酶 Cas9,但阵列处理核酸酶的发现现在允许在异源宿主以及具有内源系统的生物体中使用更紧凑、天然的 CRISPR 阵列。不幸的是,多重天然 CRISPR 阵列的构建在技术上仍然具有挑战性、成本高昂和/或耗时。这种限制阻碍了在天然和异源宿主中涉及天然 CRISPR 阵列的研究。为了解决这个问题,我们提出了一种组装 CRISPR 阵列的方法,这种方法简单、快速、经济实惠且高度可扩展——我们用一天的工作组装了 9 间隔阵列。我们利用这种方法来利用高能力细菌 Acinetobacter baylyi 的内源性 CRISPR 系统,结果表明虽然单个间隔区并不总是能够完全有效地阻止通过天然能力获取 DNA,但多重天然 CRISPR 阵列可以实现几乎完全的 DNA 排除和基因组编辑,包括两者的多个靶标。除了展示一种将使各种应用受益的 CRISPR 阵列组装方法之外,我们还发现了一种潜在的对冲策略,用于平衡 CRISPR 防御与天然能力的 A. baylyi 中的 DNA 获取。CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)-Cas 系统是一种适应性免疫机制,通常通过检测和切割确定的靶序列 1 来保护细菌和古菌免受核酸入侵。CRISPR 系统包括 Cas(CRISPR 相关)蛋白,以及与同样短的 DNA 间隔区交替的同名短直接重复序列阵列。间隔序列被转录成较长的前体crRNA,然后前体crRNA被加工成单个crRNA(CRISPR RNA),每个crRNA由与特定核酸靶标互补的单个间隔序列以及通常源自重复序列的发夹柄组成。这些crRNA与Cas效应蛋白(如Cas9)或蛋白质复合物(如CASCADE)结合。一旦结合,它们就会根据系统引导效应子到互补的DNA或RNA上,效应子通常会切割这些DNA或RNA。很快,许多实验室就将CRISPR介导的DNA切割应用于从精确的基因组工程到基因回路2到靶向的细菌菌株去除3-6等各种应用。自扩散的CRISPR构建体也被用于快速产生纯合二倍体敲除(诱变链式反应)7,初步研究表明
摘要:CRISPR-Cas 系统是一种原核生物免疫系统,不仅在细菌和古菌中广泛存在,而且最近也在人类生物学研究和应用中得到应用。迄今为止,许多研究都利用了合成的 sgRNA 和 CRISPR 核酸酶 Cas9,但阵列处理核酸酶的发现现在允许在异源宿主以及具有内源系统的生物体中使用更紧凑、天然的 CRISPR 阵列。不幸的是,多重天然 CRISPR 阵列的构建在技术上仍然具有挑战性、成本高昂和/或耗时。这种限制阻碍了在天然和异源宿主中涉及天然 CRISPR 阵列的研究。为了解决这个问题,我们提出了一种组装 CRISPR 阵列的方法,该方法简单、快速、经济实惠且高度可扩展我们用 1 天的工作时间组装了 9 间隔阵列。我们利用这种方法来利用高能力细菌 Acinetobacter baylyi 的内源性 CRISPR-Cas 系统,结果表明,虽然单个间隔物并不总是能够完全有效地阻止通过天然能力获取 DNA,但多重天然 CRISPR 阵列可以实现几乎完全的 DNA 排除和基因组编辑,包括对两者的多个目标。除了展示一种将有益于各种应用的 CRISPR 阵列组装方法外,我们还发现了一种潜在的双赢策略,用于在天然能力的 A. baylyi 中平衡 CRISPR 防御与 DNA 获取。