Judy Hallett 在基因编辑小鼠模型领域拥有 25 年的从业经验,在生殖生理学领域拥有 33 年的从业经验。在获得麦吉尔大学物理学和生殖生理学学位后,她管理了昆士兰州的转基因动物服务中心,专门从事转基因小鼠的原核注射。她在普渡大学拓展了自己的专业知识,管理转基因小鼠核心设施,并采用了各种技术。Judy 还在托马斯·杰斐逊研究所工作过一段时间,专注于大鼠的原核微注射。她的研究涵盖 ZFN、TALEN 和 CRISPR 技术。
Cpf1 是 2 类 CRISPR 家族的内切酶,它填补了 TALEN、ZFN 和 CRISPR/Cas9 等基因组工程工具领域之前面临的空白。其他同时发现的核酸酶无法在同一区域进行重新工程,因为首次工程后会丢失靶位点。Cpf1 充当双核酸酶,既可作为内切核糖核酸酶处理 crRNA,又可作为内切脱氧核糖核酸酶切割靶序列并产生双链断裂。此外,Cpf1 允许多重基因组编辑,因为单个 crRNA 阵列转录本可以靶向基因组中的多个基因座。CRISPR/Cpf1 系统可在单子叶植物和双子叶植物中进行基因删除、插入、碱基编辑和基因座标记,且脱靶效应更少。该工具已在烟草、水稻、大豆、小麦等作物中得到有效验证。本综述介绍了Cpf1介导的基因组编辑技术在植物中的开发和应用。
与锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALENS;图 1) 相比,成簇的规律间隔短回文重复序列-CRISPR 相关 9 (CRISPR-Cas9) 技术设计简单、成本低、效率高、操作简单,已成为近年来应用最广泛的基因编辑技术。CRISPR-Cas9 是一种在细菌中发现的适应性免疫反应,与其他基因编辑技术不同,它可以利用病毒和非病毒平台在多种生物体和细胞类型的双链断裂 (DSB) 中提供熟练的基因组编辑。1 CRISPR-Cas9 技术正在迅速应用于所有生物医学研究领域,包括心血管 (CV) 领域,它促进了人们对心血管疾病 (CVD)、心肌病、电生理学和脂质代谢的更深入了解,并创建了各种细胞和动物模型来评估新疗法。2
抽象的基因组编辑正在揭示其在科学发展和理解的广泛领域的好处。基因组编辑从ZFN和CRISPRS升级到CRISPR的进步定义了其广泛的应用。繁殖是所有生物体维护其几代人的基本过程。crispr/cas9,一种新的多功能基因组编辑工具最近被驯服,以纠正几种疾病,导致基因突变,并扩散其手臂以改善生殖健康。它不仅编辑有害的遗传突变,而且还用于通过引入自私的遗传元素来控制寄生虫疾病(例如疟疾)的传播,这些遗传元素通过生殖传播到世代和人群中。这些应用使我们回顾了CRISPRS在再生生物学中的最新发展。
[3] Cho J, Parks ME, Dervan PB. Cyclic polyamides for identification in the minor groove. Proc Natl Acad Sci USA, 1995, 92: 10389-92 [4] Shen B, Zhang J, Wu H, et al. Generation of gene- modified mice via Cas9/RNA-mediated gene hunting. Cell Res, 2013, 23: 720-3 [5] Mali P, Esvelt KM, Church GM. Cas9 as a versatile tool for engineering biology. Nat Methods, 2013, 10: 957-63 [6] Wang H, Yang H, Shivalila CS, et al. One-stepgeneration of mice carrymutations in multiple genes by CRISPR/Cas-mediated gene engineering. Cell, 2013, 153: 910-8 [7] Wood AJ, Lo TW, Zeitler B, et al.使用ZFN和TALEN进行跨物种靶向基因组编辑。科学,2011,333:307 [8] Moscou MJ、Bogdanove AJ。TAL效应子通过一种简单的密码控制DNA识别。科学,2009,326:1501 [9] Lo TW、Pickle CS、Lin S等人。使用TALEN和CRISPR/Cas9对进化多样化的线虫进行精确且可遗传的基因组编辑以设计插入和缺失。遗传学,2013,195:331-48 [10] Cho SW、Kim S、Kim JM等人。利用Cas9 RNA引导的核酸内切酶在人类细胞中进行靶向基因组工程。自然生物技术,2013,31:230-2 [11] Gaj T、Gersbach CA、Barbas CF第3。基于ZFN、TALEN和CRISPR/Cas的基因组工程方法。Trends Biotechnol,2013,31:397-405 [12] Brandsma I, Gent DC. DNA双链断裂修复中的途径选择:平衡行为的观察。
摘要:在人类基因组研究中的技术改进和DNA操纵的可能性恢复了人类“亲维护”的运动,最重要的是,人类基因组的理想化是理想化的。从这个意义上讲,本文旨在解决ZFN,Talens和CRISPR-CAS9技术在实现这一标准方面的困境,并证明了它们如何恢复优生辩论,最重要的是,它们如何威胁人类物种的进化。还提出了该研究来介绍人权和生物伦理学如何在保护人类的价值和尊严的情况下平衡科学研究的激励措施。通过高等教育人员改善协调的支持 - 巴西(CAPES) - 通过学术卓越计划(PROEX)的支持。使用的演绎方法是通过书目研究技术实现的。
新的育种技术不仅彻底改变了生物科学,而且还被用于生成无转基因产品。基因组编辑是一种强大的技术,已用于修改几种重要作物的基因组。本综述描述了基因组编辑系统(例如ZFN,Talens和CRISPR/CAS)的基本机制,优势和缺点。其次,我们详细总结了应用于土豆和其他块茎作物的CRISPR/CAS系统的所有研究,例如红薯,木薯,山药和胡萝卜。与自我不相容性,非生物生物耐药性,营养 - 抗营养素含量以及利用CRISPR/CAS系统靶向的收获后因子相关的基因。我们希望这篇综述提供基本信息,这些信息对于将来的块茎作物繁殖以开发新颖的品种很有用。
CRISPR/Cas 技术与 TALEN、ZFN 和归巢内切酶等其他基因编辑系统一起,是所有类型生物(从微生物、植物到动物)基因组改造的首选,在工业、基础研究和医学等不同领域有着无数的应用。近年来,这种基因编辑技术已用于靶向拟南芥、水稻、玉米、大豆和烟草等多种作物的多个基因,以生产具有改良性状(如产量增加、生物和非生物胁迫耐受性、食品质量改善)的新品种。与生产优良植物(非转基因)的基因工程相比,该技术的优势在于可以避免与公众接受这些植物相关的严格监管测试和伦理问题。
摘要 基因组编辑技术的出现为水果、观赏作物、工业作物和所有特种作物的靶向性状增强开辟了新途径。特别是,基于 CRISPR 的编辑系统(源自细菌免疫系统)已迅速成为世界各地研究小组的常规使用工具,这些研究小组寻求以更高的精度、更高的效率、更少的脱靶效应和与 ZFN 和 TALEN 相比总体上更易于使用的方式编辑植物基因组。CRISPR 系统已成功应用于多种园艺作物和工业作物,以促进果实成熟、提高抗逆性、改变植物结构、控制花朵发育时间、增强所需代谢物的积累以及其他重要的商业性状。随着编辑技术不断
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。