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无需供体 DNA 模板，CRISPR/FnCas12a 介导的细菌植物病原体高效多重和迭代基因组编辑
1 中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京，2 农业农村部桂林农作物害虫科学观测实验站，桂林，3 中国农业科学院作物科学研究所，国家农作物基因资源与遗传改良重大科学研究设施，北京，4 南京农业大学，植物病虫害监测与治理教育部重点实验室，南京，5 上海交通大学农业与生物学院，微生物代谢国家重点实验室，上海，6 浙江大学生物技术研究所，水稻生物学国家重点实验室，杭州，
利用酵母表面展示进行原生动物病原体药物靶标筛选的全基因组文库
1 加拿大魁北克省圣安妮贝尔维尤麦吉尔大学寄生虫学研究所 H9X 3V9 2 加拿大魁北克省蒙特利尔麦吉尔大学实验医学部 H4A 3J1 3 法国图尔药学院 Monge 大道 31 号 37200
利用 CRISPR-Cas 系统检测传染性病原体的最新进展
摘要：传染病给人类带来巨大的经济损失，给个人乃至社会带来痛苦。现有的检测方法敏感性和特异性不足，周期长，且依赖于昂贵的设备。近年来，成簇的规律间隔短回文重复序列（CRISPR）-CRISPR相关蛋白（Cas）系统以其特异性高、敏感性高、速度快、可及性好等特点，被广泛应用于传染病病原体的检测。本文讨论了CRISPR-Cas系统的发现和发展，总结了相关的分析和解释方法，讨论了基于CRISPR的Cas蛋白检测传染病病原体的现有应用，总结了CRISPR-Cas系统在病原体检测中面临的挑战和前景。
研究文章 在资源受限的环境下共同设计用于检测饮用水中腹泻病原体的人工智能解决方案
1 美国佐治亚州迪凯特市埃默里大学人类健康研究中心社会学与全球健康系，2 美国佐治亚州迪凯特市埃默里大学人类健康研究中心，3 危地马拉危地马拉城危地马拉山谷大学计算机科学系，4 危地马拉危地马拉城危地马拉山谷大学生物化学系，5 危地马拉危地马拉城危地马拉山谷大学生物技术研究中心，6 美国亚利桑那州菲尼克斯市梅奥诊所医学与成像 (MI-2) 机器智能实验室，7 美国亚利桑那州菲尼克斯市梅奥诊所放射科，8 美国亚利桑那州坦佩市亚利桑那州立大学计算与增强智能学院
DNA修复途径对丝状病原体基因组编辑和进化的贡献
DNA 双链断裂需要修复，否则可能会破坏生命语言。为了确保基因组的完整性和可行性，多种 DNA 双链断裂修复途径在真核生物中发挥作用。两种这样的修复途径，即典型的非同源末端连接和同源重组，已经得到了广泛的研究，而其他途径，如微同源介导的末端连接和单链退火，曾经被认为是后备途径，现在似乎在 DNA 修复中发挥着根本作用。在这里，我们回顾了这四种 DNA 修复途径的分子细节和层次结构，并在可能的情况下，比较了动物和真菌模型之间的已知情况。我们讨论了导致断裂修复途径选择的因素，并旨在探索我们对丝状病原体机制和调控的理解和知识差距。我们还讨论了 DNA 双链断裂修复途径如何影响基因组工程结果，包括意外突变结果。最后，我们回顾了丝状病原体中基因组进化偏向的概念，并提出了一种称为“偏向变异”的模型，该模型将 DNA 双链断裂修复途径与基因组进化的特性联系起来。尽管我们对这一普遍过程有着广泛的了解，但仍有许多未解问题，这些问题的答案可能会改善基因组工程和我们对基因组进化的理解。
纳米粒子和 CRISPR 在食源性多重耐药病原体诊断中的应用
食源性感染是全球范围内传播的主要感染源之一。食源性病原体被认为是耐多药 (MDR) 病原体，对食品行业和健康消费者构成了严重问题，导致经济负担加重和院内感染。对增强型微生物检测工具的持续研究引起了人们对 CRISPR-Cas 系统和纳米粒子的兴趣。CRISPR-Cas 系统存在于某些原核生物的细菌基因组中，并被重新用作针对 MDR 病原体的治疗诊断工具。纳米粒子和复合材料也已成为针对 MDR 病原体的治疗诊断应用中的有效工具。人们认为，使用纳米粒子作为载体，将纳米粒子系统与 CRISPR-Cas 协同组合可以克服 CRISPR-Cas 系统的诊断局限性。在本综述中，我们讨论了 CRISPR-Cas 技术的诊断应用及其在噬菌体抗性、噬菌体疫苗接种、菌株分型、基因组编辑和抗菌等方面的潜在用途。我们还阐明了纳米粒子对食源性 MDR 病原体的抗菌和检测作用。此外，我们还讨论了 CRISPR-Cas 和纳米粒子在病原体清除和药物输送载体中的协同作用的新型组合方法。
噬菌体传递 CRISPR-Cas 系统来对抗肠道微生物群中的多重耐药病原体
肠道微生物群中存在的宿主-微生物组相互作用以协同和异常的方式运作。此外，肠道微生物群的正常体内平衡和功能经常因多重耐药 (MDR) 病原体的介入而受到破坏。CRISPR-Cas（具有成簇的规律散布的短回文重复序列的 CRISPR 相关蛋白）被认为是一种原核免疫系统，已成为一种有效的基因组编辑工具，用于编辑和删除特定的微生物基因，以通过杀菌作用驱除细菌。在这篇综述中，我们展示了许多功能性的 CRISPR-Cas 系统，以对抗渗入胃肠道的多种病原体的抗菌耐药性。此外，我们讨论了用于杀死肠道 MDR 病原体的噬菌体递送 CRISPR-Cas 系统的开发进展。我们还讨论了使用噬菌体作为 CRISPR-Cas 基因递送系统的组合方法，以针对肠道微生物群中的致病菌群落来重新提高药物敏感性。最后，我们讨论了工程噬菌体作为 CRISPR-Cas 系统杀死致病菌和提高系统功效的一种可能的潜在选择。
通过整合宿主生态系统的相互作用和进化来对抗微生物病原体
图 2 微生物逃逸的主要途径以及针对每种途径的基于系统的治疗方法。（A）抗药性的进化：通过群体水平的遗传变化，抗药性的进化为所有微生物提供了一种治疗逃逸手段。治疗方法包括利用原位进化和新疗法的持续开发。（B）表型屏蔽：通过因表型可塑性或环境条件而发生的变化，表型屏蔽为微生物逃避治疗提供了时间、空间或两者兼而有之。治疗方法包括开发能够渗透微生物表型屏障的药物。（C）休眠：通过对微生物表型的短暂改变，微生物暂时对治疗产生抗药性。治疗方法包括多种方法来保持休眠种群规模较低或不活跃
对抗细胞内病原体：宿主细胞靶向药物输送
由各种细胞内病原体（如病毒、某些细菌、真菌和原生动物寄生虫）引起的传染病是全世界的主要健康威胁。特别是结核分枝杆菌、疟原虫和艾滋病毒（分别是结核病 (TB)、疟疾和艾滋病的病原体），感染了超过四分之一的世界人口，每年导致超过 200 万人死亡 [1–3]。此外，许多其他细胞内病原体如利什曼原虫、肠道沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌、脑膜炎奈瑟菌、沙眼衣原体和病毒也表现出严重的健康风险。另外，人们越来越认识到，许多被认为是细胞外的细菌也可以在细胞内繁殖或存活 [4]。细胞内病原体可以利用各种逃逸机制避免被宿主免疫系统消灭，并可以建立持续性感染 [5]。由于药物无法有效转运到宿主细胞，因此这些疾病的治疗具有挑战性。这些感染通常需要较长时间使用高剂量的抗菌剂进行治疗，这可能会伴有严重的副作用和产生耐药性的风险。为了克服这些挑战，需要制定策略来确保治疗化合物能够到达目标部位。许多微生物都开发出成功的策略来入侵宿主，同时逃避宿主的免疫力。令人惊讶的是，几种病原体选择了一种极端的环境来生存：单核吞噬细胞 [5 , 6] 。基于此，针对大多数细胞内病原体的药物输送的一个关键目标是单核吞噬细胞。单核吞噬细胞系统 (MPS) 的细胞，例如单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞，是抗菌防御最有效的细胞类型。在某些情况下，中性粒细胞、成纤维细胞或上皮细胞也可以作为细胞内病原体的栖息地。大多数胞内细菌仍留在宿主细胞的内吞或吞噬泡中，它们会重新编程以提供理想的生存环境，而其他细菌则进入胞质溶胶 [4, 5]。为了到达细胞内病原体的储存器，已经开发出各种纳米载体。聚合物纳米颗粒、纳米胶囊、胶束、树枝状聚合物、纳米凝胶、脂质体、固体脂质纳米颗粒、无机纳米载体等被引入作为有前途的药物递送系统。抗菌剂可以通过物理封装、吸附或化学结合的方式加载到纳米载体中。与游离药物相比，纳米载体系统的主要优势是提高生物利用度、保护包埋药物免于失活、控制药物释放、减少给药剂量以及因此减少相关的毒副作用和给药频率。重要的是，使用纳米载体，可以通过被动积累或使用特定配体主动靶向来靶向宿主细胞或感染部位 [7、8]。由于这些细胞对吞噬细胞颗粒具有天然倾向，因此通过纳米载体被动靶向 MPS 中的宿主细胞是一种突出的选择。此外，可以通过改变纳米载体的尺寸、电荷、刚性或形状等特性来增强 MPS 的吸收。调理作用也促进了 MPS 的吞噬作用。纳米载体在 MPS 中快速积累对抗细胞内病原体是一个优势，而
打喷嚏和咳嗽病原体在飞机客舱内迁移
呼吸道传染性空气传播疾病，如流感、H1N1、严重急性呼吸道综合征 (SARS) 和 COVID-19 在飞机客舱等封闭环境内的传播一直是一个有待研究的课题，因为感染某种疾病的乘客在说话、咳嗽或打喷嚏时产生的呼吸道飞沫会对其他乘客造成有害影响。它们能够在短时间内飞翔并悬浮在周围的空气中或降落在乘客或表面上。这项工作介绍了对宽体飞机客舱部分中移动乘客以不同速度产生的咳嗽和打喷嚏飞沫的气流行为的研究结果。此外，它比较了不同流速和速度的传播，以显示这些疾病如何从移动和站立的乘客传播给其他乘客。该数值模拟使用计算流体动力学 (CFD) 建模模拟。结果表明，移动乘客产生的咳嗽和打喷嚏飞沫的气流可以到达坐着的乘客；但喷嚏飞沫的危害性比咳嗽飞沫更大，而且两者都能在机舱内传播很长的距离。此外，当比较乘客移动和静止时飞沫扩散范围时，发现乘客移动得越快，飞沫传播得越远。