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植物表观基因组编辑研究的进步及其在植物中的应用
摘要：植物上皮调节是基因序列的DNA甲基化，非编码RNA调节和组蛋白修饰，而无需改变基因组序列，因此调节基因表达模式和植物的生长过程以产生可遗传的变化。植物中的上皮调节可以调节植物对不同环境压力的反应，调节果实的生长和发育等。基因组编辑可以通过针对特定的基因组特异性基因座的设计和效率编辑来有效地提高植物遗传效率，该基因组特异性基因座具有特定的核酸酶（例如锌纤维核酸核酸酶（ZFN）（ZFN）），转录激活剂的定期序列（TALEN）的定期序列（TALEN）和胶合序列的杂物，并散发出杂物。 （CRISPR/CAS9）。随着研究的进展，CRISPR/CAS9系统由于其高编辑效率和结果的快速翻译而广泛用于农作物育种，基因表达和上皮修改。在这篇综述中，我们总结了CRISPR/CAS9在表观基因组编辑中的最新进展，并期待该系统在植物表观遗传学修改中的未来开发方向，以参考CRISPR/CAS9在基因组编辑中的应用。
通过CRISPR/ ... div>调节植物中基因表达
在过去的几十年中，使用位点特异性核酸酶进行精确操纵DNA的技术经历了深刻的进步，成为了定向诱变的有希望的替代方法，并且对基因表达进行了精细的控制。脱颖而出的基因组编辑，例如锌指核酸酶（ZFN），转录激活剂样效应子核酸酶（Talens），以及最近的CRISPR/CAS（群集定期间隔间隔的短palindromic重复序列）与Cas cas核酸酶相关。后者具有其革命性，尤其是其特殊性，普遍性和相对简单性（Pickar-Oliver； Gersbach，2019年）。此外，CRISPR/CAS是一种可以修改的灵活工具，有助于其在细胞功能和生物技术研究中的持续改进和多样化的应用。
基因组编辑生物文件草案
bp：碱基对 CRISPR：成簇的规律间隔的短回文重复序列 Cas：CRISPR 相关系统 DNA：脱氧核糖核酸 DSB：双链断裂 GE：基因工程 GEd：基因编辑 EPA：环境保护法 HDR：同源定向修复 HR：同源重组 Indel：插入/删除 kbp：千碱基对 MN：巨核酸酶 NHEJ：非同源末端连接 nt：核苷酸 ODM：寡核苷酸定向诱变 PN：可编程核酸酶 rDNA：重组 DNA RGENs：RNA 引导的工程核酸酶 SSB：单链断裂 SDN：定点核酸酶 TALEN：转录激活因子样效应核酸酶 ZFN：锌指核酸酶 ZFP ：锌指蛋白
CRISPR技术结合了放大策略：核酸，蛋白质和小分子的分子测定
（crRNA）或单个诱导RNA（SGRNA）将CAS ector蛋白引导至用于加工的特定核酸序列，例如，结合和/或裂解。在CRISPR - CAS技术之前，其他核酸结合蛋白，例如锌nger核酸酶（ZFN），6个转录激活剂核酸蛋白酶（tal-ens），7和8个转录激活蛋白，8个，8个，8次，工程为与特定c c and c cy c c c c c c c demomic cynomic cytemic cytemic contimic contimic cypeci c necy。9,10麦尿素，例如laglidadg归核核酸内切酶，特定识别14至40个碱基对的双链DNA序列，并启用DNA序列的修改和缺失。8个ZFN要求将多个锌nger基序连接起来，每个基序都针对一个核苷酸三重态。10 Talens需要一个DNA结合结构域，其中每个氨基酸与四种类型的核苷酸之一的特异性结合。10这些系统需要针对不同目标位点的工程不同的融合蛋白，因此并不广泛适用。CRISPR - CAS技术克服了这个问题。可以通过使用设计用于识别基因序列的cRRNA来实现不同的基因序列。CRRNA介导的CRISPR指导的可编程特征尤其有利。因此，CRISPR - CAS
挽救小鼠基因破坏引起的致死表型：新策略综述
生成 KO 动物使观察整个生物体基因被破坏时的情况成为可能，并能解答各种疾病的起源和发展过程。虽然经过漫长的历程才开发出现在易于生成的模型，但如今这些动物模型的生成效率已经足够高。生成 KO 小鼠的最初两种方法是基因捕获（Gossler 等人，1989 年）和基因打靶（Mansour 等人，1988 年）。这两种方法都需要胚胎干细胞 (ESC)，产生的是嵌合小鼠，既不经济也不省时。转座子系统也是破坏小鼠基因的实用工具（Dupuy 等人，2001 年），然而，基于转座子的方法后来被证明在创建转基因动物方面非常有效（Garrels 等人，2011 年，Katter 等人，2013 年）。位点特异性核酸内切酶、TALEN、ZFN 和 CRISPR/Cas9 是基因编辑工具箱的最新成员。TALEN 和 ZFN 需要工程蛋白，而 CRISPR/Cas9 是 RNA 引导的。CRISPR/Cas9 基因编辑需要 Cas9 mRNA 或蛋白和单向导 RNA (sgRNA)，后者由反式激活 RNA 和 CRISPR RNA 组成。上述所有核酸内切酶都会在基因组中诱导位点特异性双链断裂 (DSB)，这通常是
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。
基因组编辑和工程
本课程专为本科生和研究生、研究学者和青年科学家设计，向他们介绍基因组编辑和工程的基础知识和应用。本课程从了解基因组的基本组织和结构开始。它简要概述了不同的 DNA 链断裂及其修复机制。它向学习者介绍了基因工程的理论基础，并讨论了它在解决动物和植物遗传问题方面的局限性。本课程深入讨论了基因组编辑的关键概念，重点介绍了主要的基因组编辑工具 ZFN、TALEN 和 CRISP/Cas9。它讨论了基因组编辑工具开发的生化基础、它们的设计及其在各种遗传条件下的应用。它还讨论了使用这些技术解决人类主要遗传疾病的范围和前景。学习者还将了解与基因组编辑和工程在生殖系中的应用相关的伦理问题。
CRISPR-CAS9诱导的基因组编辑，植物的新希望
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>
基因编辑和遗传毒性：靶向靶标
基因编辑技术表明，由于针对ZFN，TALEN和CRISPR-CAS系统的瞄准工具的快速发展，可以在人类疾病中应用人类疾病。现在，在成熟的人类体细胞中，包括茎和祖细胞的成熟细胞的精确修饰可以对具有效率越高的茎和祖细胞（包括茎和祖细胞）进行精确修饰。同时需要新技术来评估其安全性和遗传毒性，然后才能实现广泛的临床应用。现在已经开发了许多方法，以预测基因编辑期间发生的预期和意外的修饰。本综述调查了当前可作为最新技术可用的技术，突出了利益和局限性，并讨论了可能实现临床环境中应用的准确性和可预测性的方法。
CRISPR 基因组编辑的最佳解决方案
CRISPR-Cas9技术是强大的第三代基因组编辑工具，比第一代ZFN（锌指核酸酶）和第二代TALEN（转录激活因子样效应核酸酶）更经济、更高效。 CRISPR-Cas9系统由精确识别并结合目标DNA的向导RNA和切割目标DNA的Cas9核酸酶组成，通过破坏和修复DNA双链的过程实现基因操作。 Bioneer 通过与基因组编辑技术领导者 ToolGen 合作推出的 AccuTool™ 提供了基因组编辑的整体解决方案，从 gRNA 设计到合成、Cas9 核酸酶和验证。