群集定期间隔的短壁画重复序列(CRISPR)CAS系统是一种强大的工具,有可能在不久的将来成为疗法基因编辑器。cas9是最精心研究的CRISPR系统,已被证明存在限制其在治疗应用中使用的问题。染色质结构是CAS9靶向的已知影响因素,并且在靶向此类位置时,Cas9的效率存在差距。要在单个碱基对分辨率上量化chroMatin如何相对于裸露的不匹配靶标的非目标编辑来抑制目标基因编辑,我们开发了基因编辑器不匹配核小体内部核心体内(Gemini-Seq)。Gemini-Seq利用核小体序列的库来检查单个测定中整个核小体的所有焦油位置。Gemini-Seq的结果表明,核小体边缘上蛋白播音器 - 粘附基序(PAM)序列的位置驱动Cas9访问其目标序列的效率。在适当的情况下,与核小体内的靶向序列相比,裸露的错误靶标的CAS9具有更高的属性。总体而言,我们的结果表明,切入结构如何影响CAS9对潜在目标的确定性,并突出使用暴露的PAM靶向序列如何限制靶向基因编辑,并改善CAS9的效率和解决当前限制的考虑因素。
大豆是一种重要的豆科作物,主要用于提取油脂和蛋白质,可作为人类和牲畜的食物来源。我们还可以利用从大豆中获得的蛋白质来提取生物燃料。迫切需要增加对大豆的基因研究,以改良和提高产量。对大豆进行基因研究的一个重要原因是提高其对气候变化的适应能力。在现代,CRISPR/Cas9 已发展成为一种新兴技术,使我们能够操纵包括大豆在内的大多数作物中选定性状的基因。先进的生物技术工具被广泛用于提高作物产量、提高质量和产量、引入抗病虫害能力以及环保。本综述概述了 CRISPR/Cas9 的机制如何发挥作用,并简要讨论了 CRISPR/Cas9 扩大了大豆基因改良的研究范围。它还说明了一些我们可以使用 CRISPR/Cas9 改良大豆的现象。关键词:CRISPR/Cas9;遗传改良;大豆;基因编辑。
1 慕尼黑工业大学医学院慕尼黑施瓦宾儿童医院儿童癌症研究中心儿科系,德国慕尼黑 80804 2 慕尼黑工业大学医学院医学微生物学、免疫学和卫生研究所,德国慕尼黑 81674 3 慕尼黑亥姆霍兹中心基因载体系,德国慕尼黑 81377 4 德国感染研究中心 DZIF,合作伙伴中心慕尼黑,德国临床研究所,德国慕尼黑 81675 5 慕尼黑儿童健康联盟 (CHANCE) eV,德国慕尼黑 80337 6 DKTK 德国癌症联盟,合作伙伴中心慕尼黑,德国慕尼黑 81675 7 慕尼黑工业大学医学院化学与病理生物化学研究所,德国慕尼黑 81675 8 转化癌症研究中心 (TranslaTUM),德国慕尼黑 81675 9 转化慕尼黑工业大学医学院儿童癌症研究-病理研究所,81675 慕尼黑,德国 10 不列颠哥伦比亚大学不列颠哥伦比亚癌症研究中心和转化医学学院分子肿瘤学系,温哥华,BC V5Z 1L3,加拿大 * 通信地址:uwe.thiel@tum.de (UT);stefan.burdach@tum.de (SEGB) † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
hal是一个多学科的开放访问档案,用于存款和传播科学研究文件,无论它们是否已发表。这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构,也可能来自公共或私人研究中心。
摘要:CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)/Cas9 是一种独特的基因组编辑工具,可轻松用于各种应用,包括功能基因组学、转录组学、表观遗传学、生物技术、植物工程、牲畜育种、基因治疗、诊断等。本综述重点介绍了当前的 CRISPR/Cas9 概况,例如,具有改进特性的 Cas9 变体、Cas9 衍生蛋白和融合蛋白、Cas9 递送方法、对 CRISPR/Cas9 蛋白的预先存在的免疫力、抗 CRISPR 蛋白以及它们在 CRISPR/Cas9 功能改进中的可能作用。此外,本综述还详细介绍了基于 CRISPR/Cas9 的诊断和治疗方法。最后,本综述讨论了使用 Cas9 直系同源物和其他 CRISPR/Cas 蛋白未来扩展基因组编辑器工具箱的前景。
引起疟疾的疟原虫每个基因组约 30 Mb,编码约 5000 个基因,但大多数基因的功能仍不清楚。这是因为从序列同源性中获取的功能注释很少,而且与许多模型生物相比,其遗传可处理性较低。近年来,技术突破使得在疟原虫中进行正向和反向基因组规模筛选成为可能。此外,成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和 CRISPR 相关蛋白 9 (CRISPR/Cas9) 技术的应用大大提高了单基因水平的基因编辑效率。在这里,我们回顾了疟原虫基因筛选的出现,以分析寄生虫基因在基因组规模上的功能及其对理解寄生虫生物学的影响。 CRISPR/Cas9 筛选彻底改变了人类和模型生物的研究,但由于需要更复杂的 CRISPR/Cas9 基因靶向载体库,因此尚未在疟疾寄生虫中实施。因此,我们向读者介绍了相关顶复门弓形虫中基于 CRISPR 的筛选,并讨论了如何调整这些方法来开发基于 CRISPR/Cas9 的疟疾寄生虫基因组规模遗传筛选。此外,由于超过一半的疟原虫基因是正常无性血液阶段繁殖所必需的,并且无法使用敲除方法进行靶向,我们讨论了如何使用 CRISPR/Cas9 来扩大条件基因敲除方法,以系统地为必需基因分配功能。
1 维克森林再生医学研究所,维克森林大学健康科学系,美国北卡罗来纳州温斯顿塞勒姆 4 5 * 通讯地址:应寄往 BL:Baisong Lu,391 Technology Way,温斯顿塞勒姆,北卡罗来纳州,6 27101,电话:336-713-7276;传真:336-713-7290;blu@wakehealth.edu 7 8 运行标题:基因组编辑和基因表达的载体 9
摘要:CRISPR/Cas9系统作为一种简单、可编程的核酸酶基因编辑工具,被广泛应用于靶基因修复和基因表达调控。CRISPR/Cas9介导的双链断裂产生的DNA突变决定了其生物学和表型效应。实验证明,CRISPR/Cas9产生的细胞修复结果依赖于局部序列特征,因此可以通过断裂位点附近的序列预测DNA断裂后的修复结果。然而,现有的预测方法依赖于人工构建的特征或不够详细的预测标签,无法满足临床级的预测精度,从而将这些模型的性能限制在现有的CRISPR/Cas9编辑知识范围内。我们预测了557个DNA修复标签,涵盖了绝大多数Cas9产生的突变结果,并建立了一个名为Apindel的深度学习模型来预测CRISPR/Cas9编辑结果。 Apindel 自动利用 GloVe 模型训练 DNA 序列特征,通过位置编码 (PE) 引入位置信息,并将训练好的词向量矩阵嵌入到包含 BiLSTM 和 Attention 机制的深度学习模型中。Apindel 比最先进的 DNA 突变预测模型具有更好的性能和更详细的预测类别。它还揭示了相对于切割位点的不同位置的核苷酸对 CRISPR/Cas9 编辑结果有不同的影响。
名称含义:CRISPR CRISPR 代表成簇、有规律地间隔开的短回文重复序列 — — 好拗口的名字!它指的是细菌基因组中参与对抗病毒的免疫防御的区域。这种细菌防御机制依赖于两个主要组成部分,即我们称之为 CRISPR 的 DNA 区域和 Cas9 核酸酶。在细菌中,CRISPR DNA 区域编码许多不同的 RNA,每个 RNA 都会识别并靶向独特的病毒 DNA 序列。细菌使用 CRISPR/Cas9 来特异性识别病毒 DNA 序列,然后通过切割所识别的 DNA 来摧毁病毒。科学家使用的 CRISPR/Cas9 基因组编辑技术在很大程度上依赖于 Cas9 核酸酶,但在实验室中,科学家实际上并不使用 CRISPR 区域。相反,他们设计自己的 gRNA。那么为什么 CRISPR 这个词比 Cas9 更出名呢?可能只是因为说 CRISPR 听起来比称其为 Cas9 基因组编辑更吸引人。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证。是根据作者/资助者提供的预印本(未经Peer Review的认证)提供的,他已授予Biorxiv的许可证,以在2021年9月16日发布的此版本中在版权所有者中显示预印本。 https://doi.org/10.1101/2021.09.16.460614 doi:biorxiv Preprint
