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使用改进的Prime编辑系统
CRISPR/CAS介导的基因组编辑技术已被广泛应用于通过在各种植物物种中产生短插入或缺失（Indel）来创建基因的基因淘汰等位基因。由于同源指导修复（HDR）的低效率和HDR DNA模板的差异，精确的基因组编辑在植物中仍然具有挑战性（Mao等，2019）。最近开发了一种串联重复HDR方法，用于替换水稻的序列，这对单子叶植物最有用（Lu等，2020）。基础编辑器从Cas9 nickase融合与胞嘧啶和腺嘌呤脱氨酶相关的基础编辑器实现了目标的C-T或A-TO-G替换，但仅限于特定类型的碱基替代品和目标位点选择（Mao等人，2019年）。在哺乳动物细胞中开发了一种“搜索和替换”方法，也称为Prime编辑，该方法可以在目标位点上的用户定义的序列变化而无需DSB或DNA修复模板提供（Anzalone等，2019）。几个研究小组已经采用了这种方法用于单子叶植物，包括大米和小麦（Butt等，2020; Hua等，2020; Li等，2020; Lin等，2020; Tang等，2020; 2020; Xu等，2020）。由于尚不清楚的原因，尽管基础编辑在诸如大米之类的单子叶植物中非常有效，但其dicot中的效率在dicots中非常低（Kang等，2018; Mao等，2019）。尚不清楚是否可以将主要编辑用于番茄植物（例如番茄）。在这里，我们报告了通过密码子和发起人优化在番茄中成功采用的主要编辑者。
通过 RNA 引导的 Cas9 核酸酶精确编辑 OsPYL9 基因，通过调节昼夜节律和非生物胁迫反应蛋白来增强水稻 (Oryza sativa L.) 的抗旱性和产量
摘要：脱落酸（ABA）参与调控抗旱性，而吡巴克汀抗性样（PYL）蛋白被称为脱落酸受体。为了阐明水稻中脱落酸受体之一的作用，通过 CRISPR / Cas9 在水稻中诱变 OsPYL9。基于位点特异性测序筛选出缺乏任何脱落酸靶标和 T-DNA 的纯合和杂合突变体植物，并用于形态生理学、分子和蛋白质组学分析。在胁迫条件下，突变株似乎积累了更高的脱落酸、抗氧化活性、叶绿素含量、叶片角质层蜡质和存活率，而丙二醛水平、气孔导度、蒸腾速率和维管束则较低。蛋白质组学分析发现总共有 324 种差异表达蛋白 (DEP)，其中 184 种和 140 种分别上调和下调。OsPYL9 突变体在干旱和水分充足的田间条件下均表现出谷物产量增加。大多数与昼夜节律、干旱反应和活性氧有关的 DEP 在突变体植物中上调。京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 分析显示 DEP 仅参与昼夜节律，基因本体论 (GO) 分析表明大多数 DEP 参与对非生物刺激的反应以及脱落酸激活的信号通路。蛋白质 GIGANTEA、Adagio 样和伪反应调节蛋白在蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中表现出更高的相互作用。因此，总体结果表明CRISPR / Cas9产生的OsPYL9突变体具有提高水稻抗旱性和产量的潜力。此外，全局蛋白质组分析为水稻抗旱的分子机制提供了新的潜在生物标记和理解。
精确控制MFI
作者的完整列表：瑞巴岛Yabushita； Tohoku University，Hiroki的高级材料多学科研究研究所； Tohoku University，Atsushi高级材料多学科研究研究所； Tohoku大学，Masafumi的高级材料多学科研究研究所； Tohoku University，Sachiko的高级材料Maki多学科研究所； Tohoku大学，Masaki的高级材料Matsubara多学科研究研究所； Tohoku大学，高级材料多学科研究研究所；仙台国家技术学院-Natori Campus Kanie，Kiyoshi； Tohoku University，Atsushi的高级材料多学科研究研究所； Tohoku大学，高级材料多学科研究研究所；日本科学技术局，进化科学技术核心研究
利用主要编辑对果蝇进行精确的基因组工程
（未经同行评审认证）是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者此版本于 2020 年 8 月 5 日发布。；https://doi.org/10.1101/2020.08.05.232348 doi：bioRxiv preprint
植物引物编辑器实现水稻细胞的精准基因编辑
基因组编辑正在彻底改变植物研究和作物育种。序列特异性核酸酶 (SSN)，例如锌指核酸酶 (ZFN) 和 TAL 效应核酸酶 (TALEN)，已用于产生位点特异性 DNA 双链断裂并通过促进同源定向修复 (HDR) 实现精确的 DNA 修饰 (Steinert 等人，2016 年；Voytas，2013 年)。后来，RNA 引导的 SSN，例如 CRISPR-Cas9、Cas12a、Cas12b 及其变体，已应用于植物基因组编辑 (Li 等人，2013 年；Nekrasov 等人，2013 年；Tang 等人，2017 年；Zhong 等人，2019 年；Ming 等人，2020 年；Tang 等人，2019 年)。然而，HDR 依赖于 SSN 和 DNA 供体的同时递送，这在植物中一直具有挑战性（ Steinert 等，2016； Zhang 等，2019）。在植物中实现高效 HDR 的另一个挑战是，在大多数细胞类型中，DNA 修复倾向于非同源末端连接（NHEJ）途径而不是 HDR（ Puchta，2005； Qi 等，2013）。与受供体选择和 DNA 修复机制限制的 SSN 诱导的 HDR 不同，近年来开发的胞苷或腺嘌呤碱基编辑器可以在原型间隔物中 3-8 个核苷酸靶向窗口内将 C 转换为 T 或将 A 转换为 G（ Komor 等，2016； Nishida 等，2016； Gaudelli 等，2017）。碱基编辑器虽然效率很高，但只能指导某些转换突变，而不能执行预定的颠换突变或插入和缺失 (indel)。在所有这些背景下，最近在人类细胞中开发所谓的引物编辑器 (PE) 方面取得的突破非常令人兴奋 ( Anzalone 等人，2019 )。在引物编辑中，Cas9H840A 切口酶与逆转录酶融合。融合蛋白在编辑 DNA 链上切口，通过引导到切口 DNA 并复制由引物编辑向导 RNA (pegRNA) 编码的遗传信息来启动逆转录。多功能的 pegRNA 是一种经过修饰的单向导 RNA (sgRNA)，其 3' 端携带逆转录 (RT) 模板和引物结合位点 (PBS) 或序列中的引物。与 HDR 不同，PE 不需要 DNA 供体。在某些目标位点，PE 似乎也比碱基编辑器更精确、更高效（Anzalone 等人，2019 年）。
利用 CRISPR-Cas9 精准基因组编辑技术，针对超级巴斯马蒂大米的主要易感基因，实现对细菌性枯萎病的抗性
巴斯马蒂大米因其风味、香气和长粒而闻名于世。全球对它的需求不断增加，尤其是在亚洲。然而，其生产受到田间各种问题的威胁，导致农作物严重损失。其中一个主要问题是水稻白叶枯病菌 (Xoo) 引起的细菌性枯萎病。Xoo 通过激活易感基因（OsSWEET 家族基因）来劫持宿主机制，利用其内源性转录激活因子样效应物 (TALE)。TALE 在 OsSWEET 基因的启动子区具有效应物结合元件 (EBE)。在 Clade III SWEET 基因中发现的六个著名 TALE 中，有四个存在于 OsSWEET14 基因的启动子区。因此，针对 OsSWEET14 的启动子对于产生广谱抗性非常重要。为了设计出对细菌性枯萎病的抗性，我们通过靶向 OsSWEET14 启动子中存在的 4 个 EBE，在超级巴斯马蒂大米中建立了 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑。我们能够获得四个不同的超级巴斯马蒂品系（SB-E1、SB-E2、SB-E3 和 SB-E4），这些品系具有三个 TALE（AvrXa7、PthXo3 和 TalF）的 EBE。然后通过选择一种带有 AvrXa7 的当地分离的毒性 Xoo 菌株并感染超级巴斯马蒂，对编辑品系进行三次重复的抗细菌性枯萎病评估。AvrXa7 EBE 缺失的品系对 Xoo 菌株表现出抗性。因此，证实了编辑的 EBE 具有对 Xoo 菌株中存在的各自 TALE 的抗性。在这项研究中，获得了高达 9% 的编辑效率。我们的研究结果表明，可以利用 CRISPR-Cas9 来使本土品种对细菌性枯萎病产生抗性，以抵抗当地流行的 Xoo 菌株。
精准基因组编辑技术与应用
CRISPR/Cas 系统，特别是 CRISPR/Cas9（Jinek 等人，2012；Cong 等人，2013），已被开发为一个强大而多功能的平台，用于操作各种物种的基因组。近年来，许多报告表明其在人类基因治疗和生命科学研究以及动植物育种方面具有强大的潜在应用。本研究主题“精准基因组编辑技术和应用”中的集合可能就是明证。通常，CRISPR/Cas9 核酸酶用于切割目标基因组 DNA 以产生位点特异性双链断裂 (DSB)，主要通过非同源末端连接 (NHEJ) 修复，或在较小程度上通过同源定向修复 (HDR) 修复。经典的 NHEJ 修复途径可产生小的插入或缺失 (indel)，通过在开放阅读框 (ORF) 中引入移码导致目标编码基因的功能丧失。NHEJ 诱变是一种非常流行的基因操作策略。除了经典的 NHEJ 之外，替代或准确的 NHEJ 介导的修复可以实现精确的基因组 DNA 缺失（Guo et al., 2018; Shou et al., 2018）。Chao 等人和 Zhao 等人在本研究主题中的两篇论文分别描述了等位基因特异性敲除和双基因敲除小鼠模型的制造，用于快速疾病基因验证和人类异种移植研究。N6-甲基腺苷 (m6A) 是一种成熟的真核 mRNA 表观遗传修饰。越来越多的研究发现了 m6A 甲基化的意义，这催生了“表观转录组学”这一新兴领域。本卷中的另一篇文章（ Huang 等人）描述了小鼠精原细胞 GC-1 细胞中脂肪质量和肥胖相关（ Fto ）基因的敲除研究，该基因已被证明作为 m6A 去甲基化酶作用于表观转录组（ Li 等人，2017 年； Lin 等人，2017 年）。另一方面，HDR 修复途径依赖于同源供体 DNA 在 DSB 位点产生靶向基因敲入或在两个 DSB 位点之间产生基因替换。精确的点突变和设计的小插入/缺失也可以通过这种方法实现。本专题中的一篇论文介绍了利用CRISPR/Cas9介导的HDR在人诱导性多能干细胞（iPSC）中精准校正Rett综合征（RTT）中甲基-CpG结合蛋白2（MECP2）基因的努力。该报道为基于iPSC的疾病建模和基因校正治疗提供了参考（Le等）。虽然基于HDR的基因组可以实现基因插入和精准替换，但在精准编辑过程中仍面临一些缺点，包括HDR效率低、双等位基因靶向失败、正向选择的复杂性以及选择标记的重新删除。
PD-1/PD-L1阻断肿瘤精准治疗的进展与挑战
免疫检查点抑制剂通过作用于T细胞上的抑制性受体来恢复其抗肿瘤能力，在治疗多种癌症方面表现出显著的疗效。然而，由于肿瘤异质性等诸多尚未发现的原因，程序性死亡受体1和程序性死亡配体1（PD-1/PD-L1）阻断剂的客观缓解率仅为20%～30%，在实体瘤中的缓解率较低，且出现不同程度的副作用。影响PD-1/PD-L1阻断剂疗效的未知因素仍较多，准确筛选对治疗有缓解的肿瘤患者，提高缓解率和疗效是肿瘤精准治疗的巨大挑战。本文试图总结PD-1/PD-L1阻断剂疗效预测和联合应用的最新进展，并简要讨论与PD-1/PD-L1阻断剂联合用于改善精准免疫治疗实施的方法和评价。
迈向精准的体内基因组编辑
1 再生疗法中心（CRTD），德累斯顿工业大学，01307 德累斯顿，德国；giovanni.pasquini@tu-dresden.de（GP）；Anka.Kempe@tu-dresden.de（AS） 2 神经解剖学和发育生物学研究所（INDB），埃伯哈德卡尔斯大学图宾根，72074 图宾根，德国；virginia.cora@uni-tuebingen.de（VC）；Kevin.Achberger@uni-tuebingen.de（KA）；lena.antkowiak@uni-tuebingen.de（LA）；Stefan.liebau@uni-tuebingen.de（SL） 3 眼科系，尤斯图斯-李比希大学，35392 吉森，德国；brigitte.mueller@augen.med.uni-giessen.de（BM）； tobias.wimmer@augen.med.uni-giessen.de（TW）；Knut.Stieger@uniklinikum-giessen.de（KS）4 图宾根大学医学遗传学和应用基因组学研究所，72076 图宾根，德国；sabine.fraschka@med.uni-tuebingen.de（SA-KF）；Nicolas.Casadei@med.uni-tuebingen.de（NC）5 图宾根 DFG NGS 能力中心，72076 图宾根，德国 6 图宾根大学眼科研究所眼科系，72076 图宾根，德国； marius.ue ffi ng@uni-tuebingen.de 7 Universitäts-Augenklinik Bonn，波恩大学，眼科系，53127 波恩，德国 * 通信地址：volker.busskamp@tu-dresden.de † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
人类生物样本精准基因组编辑...
近年来，技术的飞速发展使得动物实验的替代方法越来越普遍。然而，这些替代方法还不能提供所有必要的信息，比如一种潜在的新药如何对疾病和生物体起作用，以及可能产生的副作用。动物实验在寻找新药和改良药物方面仍然发挥着微小但至关重要的作用。实际上，我们今天拥有的所有药物都涉及一些动物实验，监管机构要求在批准新药在临床试验期间进行人体测试之前进行动物实验。临床前动物实验可确保患者临床试验的安全性，并为未来的发现提供科学依据。