引言对原核生物基因组中成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR) 系统及其相关 Cas 蛋白 (CRISPR 相关蛋白) 的描述是现代生物学中最具革命性和最重要的发现之一。 CRISPR 是原核生物基因组中的 DNA 区域(基因座),由相同的短重复序列(30-40 个核苷酸对,以下称为 bp)组成,由相同长度的独特间隔序列隔开;这些区域附近是编码 CRISPR 相关 Cas 蛋白的基因(Hille、Charpentier,2016)。短回文重复序列极为常见:50% 的已知细菌和 90% 的古菌基因组中都发现了 CRISPR 区域(Grissa 等人,2007 年;Hille 等人,2018 年),这可能表明它们对原核生物的生命活动极为重要。 2020年,诺贝尔化学奖授予了 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer Daudnet,以表彰他们在 CRISPR/Cas 系统在基因组编辑方面的实际应用方面的工作。 CRISPR/Cas 系统的研究现在已经从发现不寻常的
摘要:粮食安全受到影响农作物生长和生产的各种生物胁迫的威胁。病毒疾病已成为农作物造成巨大产量损失的严重关注。增强宿主对植物病毒的抵抗力是有效治疗植物病毒疾病的优先事项。然而,在气候变化情景的当前情况下,植物病毒正在迅速发展,从而导致宿主抗性机械的丧失。基因组编辑技术的进步,例如CRISPR-CAS9 [定期聚集在palindromic重复旋转酶相关的9]中,已被认为是植物病毒耐药性发展的有希望的工具。CRISPR-CAS9基因组编辑工具由于较高的目标特异性,简单性,效率和可重复性而被广泛优选。基于CRISPR-CAS9的病毒在植物中的病毒恢复已通过基因靶向和切割病毒基因组或改变植物基因组以增强植物的先天免疫来成功实现。在本文中,我们描述了CRISPR-CAS9系统,植物免疫的机理,并强调了使用CRISPR-CAS9系统在植物中使用CRISPR-Cas9系统来抗性病毒。我们还讨论了在作物改善中使用CRISPR-Cas9介导的植物病毒耐药性的前景和挑战。
序列特异性DNA结合的工具为研究生物学和作物发展中的基本问题开辟了新方法。虽然有几个平台可供选择,但最新的特定目标定位工具的许多进展集中在开发群集定期散布的短篇小说palindromic repots-crispr ciss-crispr ciss-criss(CRISPR-CAS)基于基于的系统。使用催化无效的CAS蛋白(DCA),该系统可以作为不同模块化催化域(效应域)的矢量来控制基因的表达或改变表观遗传标记,例如DNA甲基化。开发CRISPR-DCAS系统的最新趋势包括创建可以针对单个站点的效应域副本的版本,以靶向表观遗传变化,在某些情况下,这些变化可以在没有靶向构建体并结合效应域并将策略结合起来的策略中遗传到下一代,从而可以提高功能性或效果。本综述总结并比较了DNA靶向技术,用于靶向转录控制和Epi-rageNESES的效应域以及植物中使用的不同CRISPR-DCAS系统。
摘要 CRISPR这个术语在英文中的缩写是指Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats,即成群的、有规律地分散的短回文重复序列,由于其在基因组中的特点,天然地属于细菌和古菌的防御系统。这已在生物技术上适用于编辑真核细胞(包括人类细胞)的 DNA。 CRISPR-Cas基因编辑系统通常由两部分组成:核酸酶蛋白(Cas)和向导RNA(sgRNA)。该复合物的简单性使其成为一种可重新编程的分子工具,能够靶向和编辑已知基因组中的任何位点。其主要重点是单基因遗传疾病和癌症的治疗。然而,CRISPR 技术除了作为基因编辑器之外,还用于表观遗传编辑、调控基因表达和作为分子诊断方法。本文旨在回顾 CRISPR-Cas 分子工具的应用,特别是在生物医学领域的应用、可能的治疗和诊断,以及迄今为止使用 CRISPR/Cas 基因治疗的临床研究中最相关的进展。
Das CRISPR (engl.: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats )/Cas (engl.: CRISPR-associated )-System wird im Labor dazu verwendet, zielgerichtete Veränderungen am Erbgut eines Organismus vorzunehmen (Genomeditierung/Genome Editing).Die Methode wird derzeit intensiv weiterentwickelt und findet vor allem Anwendung in der Pflanzen- und Tierzucht, der medizinischen Forschung und der Grundlagenforschung.Dieses Hintergrundpapier beschreibt zunächst die natürliche Funktion von CRISPR/Cas in Bakterien und erklärt anschließend, wie CRISPR/Cas als molekularbiologische Technik verwendet wird, um damit DNA an spezifischen Stellen des Erbguts von Zielorganismen zu schneiden.Es wird unter anderem darauf eingegangen, mit welchen Verfahren die Genschere CRISPR/Cas in pflanzliche Zellen eingeschleust werden kann und wie Veränderungen am Erbgut bewirkt werden können.Ursprung von CRISPR/Cas in Bakterien
引言基因组编辑工具为生物科学提供了巨大优势[1,2]。现已开发出各种技术,包括锌指内切酶 (ZFN)、转录激活物样效应核酸酶 (TALEN) 和成簇的规律间隔短回文重复序列/CRISPR 相关核酸酶 (CRISPR/Cas) 系统,以提供高效的基因编辑,从而治疗癌症以及传染性和遗传性疾病[3,4]。此外,基因组编辑工具为癌症的基础研究和诊断提供了新的机会,包括设计简单、操作快速、成本低和强大的可扩展性等广泛优势,CRISPR/Cas 是一种快速发展的编辑方法,适用于几乎所有基因组目标[5-7]。从历史上看,“CRISPR”一词由 Mojica 和 Ruud Jansen (2001) 提出[8];Ishino 等人首次在大肠杆菌中发现此类回文重复序列。 (1987)[ 9 ]。这些序列的功能直到 2005 年才明了。Mojica 等人(2005 年)首次指出 CRISPR 在细菌免疫系统中发挥重要作用 [ 10 ]。分子报告
答:CRISPR(成簇的规律间隔短回文重复序列)是存在于原核生物(如细菌和古细菌)基因组中的一类 DNA 序列。这些序列来自先前感染原核生物的病毒的 DNA 片段,用于在后续感染期间检测和破坏类似病毒的 DNA。因此,这些序列在原核生物的抗病毒防御系统中起着关键作用。
肥胖,全球健康挑战,需要有效,可访问和创新的治疗模型。在这里,我们开发了一种可用于肥胖症的索诺 - 基因治疗的时空可控的微针(MN)药物输送平台。该平台提供了甲氧基聚乙烯聚乙烯 - 聚乙烯亚胺(MPEG-PEI)修饰的金属有机框架(MOFS)Sonosensitizer,并定期散布的短侧滴定palindromic重复激活(CRISPRA)/CRISPRA-CRISPRA-INC-INCUNCPARA-INSCORTERS in-INSCORTERS in INSTERTERS ADINCERTERS 1(UCPPERTALLY 1(UCPPERTALLY 1(UCPERTALLY 1)。总体而言,该疗法平台能够实现两种主要的“ an灭”和“对策”的策略:一种是通过声差疗法杀死多余的白色脂肪细胞,另一个是通过可控的CRISPRA-UCP1系统和Sonodynalnalnamic效应来促进白色脂肪细胞的褐变。用这种声音疗法治疗的肥胖雄性小鼠表明葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性明显改善,成功地实现了体重减轻并约束重量反弹。这项研究可能使肥胖和其他代谢疾病的索诺基因治疗能够实现标准治疗范例。
迅速,特定且敏感地检测禽流感病毒(AIV),这项研究建立了一种基于定期群散布的短palindromic重复序列(CRISPR)和CRISPR相关蛋白13A(Cas13a)的重组酶辅助扩增(RAA)的视觉检测方法。在这项研究中,根据AIV核蛋白(NP)基因的保守序列设计了特定的引物和CRRNA RNA(CRRNA)。raa技术用于放大目标序列,并通过侧流量尺(LFD)视觉检测到放大产物。评估了Raa-Crispr-Cas13a-lfd的特定峰,敏感性和可重复性。同时,使用该方法和聚合酶链反应(PCR) - 琼脂糖电泳方法检测临床样品,并计算了两种检测方法的重合速率。结果表明,RAA-CRISPR-CAS13A-LFD方法可以实现目标基因片段的特定扩增,并且可以通过LFD视觉观察到检测结果。同时,与感染性支气管炎病毒(IBV),传染性喉咙痛病毒(ILTV)和纽卡斯尔病毒病毒(NDV)没有交叉反应。灵敏度达到10 0拷贝/ µL,比PCR-琼脂糖电泳方法高1,000倍。临床测试的巧合率为98.75%,总反应时间约为1小时。在这项研究中建立的RAA-CRISPR-CAS13A-LFD方法具有快速,简单,强大的特异性和高灵敏度的优点,这为AIV检测提供了新的视觉方法。
基因组编辑技术不仅提供了研究基本细胞系统功能的前所未有的机会,而且还可以改善几种临床应用的结果。在这篇综述中,我们分析了从基础研究和临床角度来调查免疫系统的各种基因编辑技术。我们讨论了可编程核酸酶开发的最新进展,例如锌 - 纤维核酸酶(ZFN),转录激活剂样效应核酸酶(TALEN)和定期间隔的短距离短palindromic重复(CRISPR) - cas-cas相关核酶。我们还讨论了可编程核酸酶及其衍生试剂的使用,例如通过基因破坏,插入和重写T细胞和其他免疫成分的基础编辑工具来设计免疫细胞,例如天然杀手(NKS)和造血干细胞和祖细胞(HSPCS)。此外,关于嵌合抗原受体(CAR),我们描述了不同的基因编辑工具如何使健康的供体细胞可用于CAR T疗法,而不是自体细胞,而无需危害移植物抗旋转疾病或拒绝,从而导致收养细胞治疗成本降低,并立即治疗患者。我们特别注意将治疗性转基因(例如汽车)的递送到内源性基因座,以防止附带损害并提高治疗有效性。最后,我们审查了包括免疫系统重新利用在内的创新创新,这些创新促进了临床癌症免疫疗法框架内的安全和有效的基因组手术。