引言细胞工程正在彻底改变遗传疾病,自身免疫性疾病和癌症的治疗。早期基因编辑工具的出现,例如转录因子样核酸内切酶(Talens),锌纤维核酸酶和定期散布的短与短壁细胞(CRISPR)连续性重复序列(CRISPR) - 紧缩核酸酶相关的核酸酶9(CAS9),大大扩展了孔子的可能性,并扩大了临床的可能性 - 依次构成了依次的可能性。插入。6 - 11这些措施依赖于DNA双链断裂的形成,这些断裂主要是通过非同源性最终连接来修复的,以引入插入或缺失,这些插入或缺失破坏基因表达,或者通过同源指导的修复来介导基因整合。但是,尤其是当多路复用时,基因编辑可以导致非整倍性,染色体易位和显着的遗传毒性。1,12 - 15
越来越多植物物种的数据变得可用。反过来,基因组编辑工具提供了精确基因编辑的希望,为作物改良提供了新的机会。3 2023 年,第一批转基因植物诞生已有 13 年。这些植物最初是通过传统的转化过程开发的,由农杆菌促进。这种方法现在已经发展到结合涉及锌指核酸酶和归巢内切酶的技术。4-6 TALEN(转录激活因子样效应核酸酶)后来被成功引入植物基因组编辑。7,8 虽然早期的序列特异性核酸酶如转录激活因子样效应物(TAL 效应物)核酸酶、锌指核酸酶和巨核酸酶已经证明
与其他工程核酸酶(例如锌指核酸酶(ZFN)和类似转录激活剂样效应子核酸酶(Talens))相比,CRISPR/CAS9系统是一种更简单,更通用的方法,自从发现其CRISPR基因组编辑效率以来,基于CRISPR的基因组效率就可以使多种和不同类型的编辑效率提高。这些基因编辑的进步通过比以往任何时候都更加简单和有效性来启用精确的基因组编辑,从而彻底改变了生物技术。该工具已成功应用于各种动物物种,包括牛,猪,狗和其他小动物。工程核酸酶切断了特定靶位置的基因组,触发了细胞修复损伤的机制,并将突变引入特定的基因组位点。本评论讨论了基于基因组的新型CRISPR/CAS9编辑工具,为提高效率和特异性而开发的方法,在动物模型和转化医学上使用基因编辑的方法以及基于CRISPR的基因编辑方法的主要挑战和局限性。
靶向DNA裂解的早期方法是使用寡核苷酸,小分子或自剪接内含子来进行DNA序列的特定识别。寡核苷酸与化学裂解/交叉链接试剂(如博来霉素和牛coral蛋白)耦合(Tabassum等,2017)。这些方法对于位点特异性基因组修饰而言是不明显的。尽管锌指核酸酶(ZFN)和TALES是有效的基因组编辑试剂,但由于难度和验证了这种蛋白质的特定DNA基因座的困难和验证(Doudna and Charpentier,2014年)。在2010年,Fyodor Urnov及其同事明确提出了采用基因组编辑表达方式来指定新设计的DNA剪刀的使用的原因:事实是,他们在基因组中以有限的数字>
摘要 自 1990 年首次使用以来,基因治疗已成为各种疾病治疗方式中不断扩展的一部分。尽管最初出现了一些挫折,导致结果不尽如人意,但科学的进步通过使用重新设计的病毒、非病毒载体、免疫原性反应的多个检查点和诱变,重新点燃了基因治疗的热情。最近,该领域正在经历一种范式转变,其中不是将治疗基因引入基因座,而是一种更无风险的解决方案,即精确地原位修复现有的遗传异常。这是通过引入 CRISPR/Cas 系统和之前的系统(例如 ZFN 和 TALEN)实现的。本文回顾了 CRISPR/Cas 在牙科中的应用,并阐明了其他系统(例如 ZFN 和 TALEN)关键词:CRISPR/Cas 系统、牙周炎、基因组编辑、锌指核酸酶。
已经有10年的时间,距离定期间隔的短质体重复相关蛋白9(CRISPR/CAS9)时代的首次群体首次亮相,其中基因工程从未如此易于访问,精确且有效。这项技术,例如一种精致的外科手术,具有去除不同类型的疾病并恢复关键蛋白质活性的能力,易于表现先前的类似类似:锌指核酸酶(ZFNS)和转录激活剂效应效应核酸酶(TALENS)。此外,CRISPR-CAS9系统可以系统地将遗传序列引入人类基因组中的特定部位,从而刺激诸如抗肿瘤和抗抗病学系等所需功能。本简要审查提供了CRISPR-CAS9的最新成就的最新简历,从首次出现到目前的日期,重点是突破性研究,包括体外,体内和人类研究。这可以评估上一个阶段的“概念证明阶段”,并标志着下一阶段的开始,这可能会带来一系列临床试验。关键字:CRISPR/CAS9;脱氧核糖核酸;基因编辑;基因疗法
图1各种基因组编辑工具。(a)锌指核酸酶(ZFN)充当二聚体。每个单体由DNA结合结构域和核酸酶结构域组成。每个DNA结合结构域由3 - 6个锌指重复序列组成,识别9 - 18个核苷酸。核酸酶结构域由II型限制性核酸内切酶FOK1组成。(b)转录激活剂类似核酸酶(Talens):这些是类似于ZFN的二聚体酶。每个亚基由DNA结合结构域(高度保守的33 - 34个氨基酸序列)和FOK1核酸酶结构域组成。(c)CRISPR/CAS9:CAS9核酸内切酶由SGRNA(单引导RNA:CRRNA和TRACRRNA)引导,用于靶特定裂解。二十个核苷酸识别位点存在于原始基序(PAM)的上游(来自Arora&Narula,2017年)。版权所有©2017 Arora和Narula。这是根据Creative Commons归因许可(CC BY)的条款分发的开放访问文章。
基因组编辑技术的进步使得利用酶的功能进行有效的 DNA 修饰成为可能,这对治疗人类遗传疾病具有巨大的潜力。已经开发出几种核酸酶基因组编辑策略来纠正基因突变,包括大核酸酶 (MN)、锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和成簇的规律间隔短回文重复序列-CRISPR 相关蛋白 (CRISPR-Cas)。CRISPR-Cas 已被进一步设计为创建切口酶基因组编辑工具,包括具有高精度和高效率的碱基编辑器和主要编辑器。在这篇综述中,我们总结了用于治疗遗传疾病的核酸酶和切口酶基因组编辑方法的最新进展。我们还强调了这些方法转化为临床应用的一些局限性。
EnGen 突变检测试剂盒提供用于检测靶向基因组编辑事件的试剂。第一步,使用 Q5 Hot Start High-Fidelity 2X Master Mix 扩增基因组被靶向的细胞(即 CRISPR/Cas9、TALEN、锌指核酸酶)的目标区域。变性和重新退火后,当扩增子池中存在插入和缺失 (indel) 突变时,会形成异源双链。第二步,退火的 PCR 产物用 EnGen T7 核酸内切酶 I 消化,这是一种结构特异性酶,可识别大于 1 个碱基的错配。当存在错配时,DNA 的两条链都会被切断,从而形成较小的片段。对所得片段的分析可以估计基因组编辑实验的效率。
ENGEN突变检测试剂盒提供了用于检测目标基因组编辑事件的试剂。在第一步中,使用Q5热启动High-Fidelity 2X Master Mix放大了来自基因组的靶向区域(即CRISPR/CAS9,TALES,锌指核酸酶)。在变性和重新进行重新进行后,当插入和缺失(Indels)中存在于扩增子池中时,就会形成异质化合物。在第二步中,将退火的PCR产物用Engen T7核酸内切酶I消化,这是一种特定于结构的酶,将识别大于1碱基的不匹配。存在不匹配时切割DNA的两个链,从而导致形成较小的片段。对所得片段的分析提供了基因组编辑实验效率的估计。