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第4章通过技术中的植物中的基因表达调制CRISPR/DCAS9
在近几十年内，涉及DNA精确操纵的核酸酶的技术已经发生了深刻的进步，成为了诱导音节突变的有希望的替代方法，并且对基因表达的薄而控制。是基因组编辑，例如核酸酶锌指（锌指核酸酶），具有转录本激活型效应的数字（Talens，英语转录本类核酸酶），以及最近的CRISPR/CAS技术（来自英语粘膜调节性调节性的短与核酶壳相关）。后者具有其革命性，尤其是为了缘故，普遍性和相对简单性（Pickar-Oliver； Gersbach，2019年）。此外，CRISPR/CAS是一种灵活的工具，需要进行修改，这有助于其持续的改进并多样化其在细胞功能和生物技术中的应用。
CRISPR-Cas9 技术基因组编辑中的生物伦理问题
1. 简介 多年来，分子生物学家一直在寻找利用细胞修复机制通过基因组编辑来操纵 DNA 的方法。通过这种方式，他们就能够通过纠正突变或引入新功能来改变基因组 (Rodriguez, 2016)。为此，开发了基因组编辑技术 (Memi et al., 2018)。近年来，成簇的规律间隔短回文重复序列技术 (CRISPR-Cas9) 已成为最受欢迎的基因编辑方法。与以前的技术（如锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN)）相比，该技术具有准确性高、易于操作和成本相对较低等优势。由于这些优势，CRISPR-Cas9 技术可轻松应用于任何分子生物学实验室。
利用基于 RNA 的 DNA 修复途径进行靶向基因编辑
最近的研究揭示了 RNA 在修复 DNA 双链断裂中的作用。在这里，我们展示了小型 TevSaCas9 双核酸酶产生的不对称 DNA 悬垂为人类细胞中一种简单而强大的编辑策略提供了信息，即招募 Pol θ 和 Rad52 来修复双链断裂。TevSaCas9 的 I-TevI 核酸酶域产生的 2-nt、3' DNA 悬垂与共定位修复模板的 3' 端杂交，引导 RNA 特异性地许可修复。破坏修复双链稳定性的替换会降低编辑效率。靶向 RNA 模板修复（重复编辑）利用基于细胞 RNA 的 DNA 修复途径在人类细胞中引入精确的核苷酸编辑、删除和插入，具有高效率和保真度，与共同传递的修复功能无关。 TevSaCas9 和 RNA 修复模板的尺寸较小，与尺寸受限或多组分编辑系统相比具有传递优势。
CRISPR-Cas 基因组编辑工具：具有潜在阻断作用的癌症治疗窄道
包括各种类型的核酸酶，例如 Cas9、Cas1、Cas3、Cas4 和 Cas12a (8-19)。有趣的是，最近的一项发现报告了一种新型基因编辑酶 CasX，据称它比 Cas9 更有效、更高效 (15)。编码的核酸酶 Cas9 与 trcrRNA 和 crRNA 形成复杂的结构，并寻找与 CRISPR 阵列位点中存在的间隔序列匹配的 DNA 序列。II 型系统被认为是三种 CRISPR 系统中最重要的系统，对基因组编辑技术贡献巨大 (20-22,24-26)。最近，有报道称 CRISPR 系统存在脱靶活性问题。为了消除这些问题，人们试图借助基因组学和生物信息学工具来修改 CRISPR 系统 (8-19)。有趣的是，据报道，使用 CRISPR 编辑工具可以生成可编程的 3D 核组织，从而实现特定的基因表达集 (28)。
使用集成有机电化学晶体管的选择性离子检测
将靶向修饰引入植物基因组的过程涉及三个常见步骤：识别目标DNA序列，诱导断裂和修复。首先，工程核酸酶的序列识别模块重新识别目标DNA序列。接下来，核酸酶与靶DNA序列结合，并创建双链断裂（DSB）或单链断裂。最后，通过内源性DNA修复途径或通过工程机制来修复DNA断裂。主要的DNA修复路径包括非同源末端连接（NHEJ）和同源指导修复（HDR）（Symington and Gautier 2011）。这些途径之间的一个显着差异是，尽管NHEJ是一个容易出错的修复过程，并且通常导致突变引入突变，例如小插入和缺失（Indels），但HDR会导致精确的维修。这些基本原则是当前正在使用的所有基因组编辑技术的基础，工具之间的关键差异
自动化治疗性寡核苷酸生物转化的MS分析
- 图1。根据完整的母体药物结构（包括TAG修饰，寡核苷酸序列）自动生成MS搜索文库（在siRNA序列的情况下包含感官和反义链），核酸酶动作和预定义的代谢反应，从而实现全面的代谢概况。
用脱氨酶替换 SpCas9 HNH 结构域可生成具有替代靶向范围的紧凑型碱基编辑器
碱基编辑器是 RNA 引导的脱氨酶，可实现位点特异性核苷酸转换。这些 Cas 脱氨酶融合蛋白的靶向范围主要取决于靶基因座处原间隔区相邻基序 (PAM) 的可用性，并且仅限于 CRISPR-Cas R 环内的窗口，其中单链 DNA (ssDNA) 可供脱氨酶接触。在这里，我们推断 Cas9-HNH 核酸酶结构域在空间上限制了 ssDNA 的可及性，并证明省略该结构域会扩大编辑窗口。通过将 HNH 核酸酶结构域与单体或异二聚体腺苷脱氨酶交换，我们还设计了具有 PAM 近端移位编辑窗口的腺嘌呤碱基编辑器变体 (HNHx-ABE)。这项工作扩展了碱基编辑器的靶向范围，并提供了明显更小的碱基编辑器变体。此外，它还提供了 Cas9 蛋白质工程的未来潜在方向，其中 HNH 结构域可以被作用于 ssDNA 的其他酶取代。
crisprthripsis：基因治疗中CRISPR/CAS9诱导的Chromothripsis的风险
摘要群集的定期间隔短的短质体重复序列（CRISPR）/CAS9核酸酶系统允许生成疾病模型，并开发许多遗传和非遗传疾病的治疗方法。但是，大型基因组重排的产生引起了CRISPR/CAS9核酸酶方法的临床应用的安全问题。在这些事件中，由于染色体截短而导致的微核和染色体桥的形成会导致局部定位于一个或几个染色体的大规模基因组重排。这种现象被称为染色体，最初是在癌细胞中描述的，在癌细胞中据信是由有丝分裂或DNA双链断裂过程中的染色体分离引起的。在这里，我们将讨论影响CRISPR/ CAS9诱导的Chromothripsis的因素，以下称为CRISPRTHRIPSIS及其成果，这些工具是表征这些事件和策略以最小化它们的工具。关键词：基因组编辑； crispr/cas9; Chromothripsis;基因疗法；遗传毒性；微核；染色体不稳定性。
CRISPR 染色体碎裂：基因治疗中 CRISPR/Cas9 诱发染色体碎裂的风险
摘要 成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/Cas9 核酸酶系统已经能够生成疾病模型并开发许多遗传和非遗传疾病的治疗方法。然而，大规模基因组重排的产生引发了人们对 CRISPR/Cas9 核酸酶方法临床应用的安全性担忧。在这些事件中，由于染色体截断而形成的微核和染色体桥可导致局限于一条或几条染色体的大规模基因组重排。这种被称为染色体碎裂的现象最初是在癌细胞中描述的，人们认为它是由有丝分裂过程中染色体分离缺陷或 DNA 双链断裂引起的。在这里，我们将讨论影响 CRISPR/Cas9 诱导的染色体碎裂（以下称为 CRISPR 碎裂）的因素及其结果、表征这些事件的工具以及将其最小化的策略。 关键词：基因组编辑； CRISPR/Cas9；染色体碎裂；基因治疗；基因毒性；微核；染色体不稳定性。
mRNA：向医学传递信息
• 细胞质多聚腺苷酸化元件结合蛋白 (CPEB1) • 与 3'UTR、CPSF 中富含 A/U 的 CPE 相互作用 • PARN（多聚腺苷酸核酸酶）和 Gld2（多聚腺苷酸聚合酶）的酶活性相反 • Aurora A 对 CPEB1 的磷酸化释放 PARN，Gld2 活性占主导地位 • PABPC1 关联、多核糖体（帽子相互作用）和翻译激活