使用效率低下,不精确和亚细胞隔室化引起的现有方法,哺乳动物细胞中的鲁棒和精确的转录物靶向仍然是一个困难的挑战。在这里我们表明,群集的定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)-CSM Complex是原核生物中III III CRISPR免疫系统的多蛋白效应子,可提供核和细胞质转录物的手术RNA消融。作为最广泛发生的CRISPR自适应免疫途径的一部分,CRISPR-CSM使用可编程的RNA指导的机制来查找和降低靶标RNA分子,而无需诱导细胞RNA的不差异化跨性别分解,从而使其比CRISPR-Cas13家族的enzemes eNzemes的重要优势具有重要优势。使用嗜热链球菌CSM复合体的单载体递送,我们观察到高效率RNA敲低(90-99%)和人类细胞中最小的脱靶效应,超过了现有技术,包括短发蛋白RNA RNA和Cas13介导的敲击。我们还发现,催化灭活的CSM达到了特定且耐用的RNA结合,这是我们对活细胞RNA成像的特性。这些结果确立了多蛋白CRISPR-CAS效应络合物作为真核生物中RNA靶向工具的可行性和功效。
摘要 全基因组功能性遗传筛选已成功发现基因型-表型关系并设计新表型。虽然广泛应用于哺乳动物细胞系和大肠杆菌,但在非常规微生物中的使用受到限制,部分原因是无法准确设计此类物种的高活性 CRISPR 向导。在这里,我们开发了一种针对所选生物体(在本例中为产油酵母解脂耶氏酵母)的 sgRNA 设计实验计算方法。在不存在非同源末端连接(主要的 DNA 修复机制)的情况下进行负选择筛选,用于生成 SpCas9 和 LbCas12a 的单个向导 RNA (sgRNA) 活性谱。这种全基因组数据作为深度学习算法 DeepGuide 的输入,该算法能够准确预测向导活性。 DeepGuide 使用无监督学习来获取基因组的压缩表示,然后通过监督学习来映射具有指导活性的 sgRNA 序列、基因组背景和表观遗传特征。全基因组和选定基因子集的实验验证证实了 DeepGuide 能够准确预测高活性 sgRNA。DeepGuide 提供了一种生物体特异性的 CRISPR 指导活性预测因子,可广泛应用于真菌物种、原核生物和其他非常规生物。
最近一系列利用原核生物的适应性免疫系统进行靶向基因组编辑的发现正在对整个生物科学产生变革性影响。成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和 CRISPR 相关 (Cas) 蛋白的发现扩大了全球数千个实验室的遗传研究应用,并重新定义了我们的基因治疗方法。传统基因治疗引起了一些担忧,因为它依赖于病毒载体传递治疗性转基因,这会导致插入致癌和免疫原性毒性。虽然病毒载体仍然是主要的传递载体,但 CRISPR 技术为位点特异性基因编辑提供了一种相对简单有效的替代方法,消除了传统基因治疗引起的一些担忧。尽管 CRISPR/Cas9 具有明显的优势,但它也带来了一系列局限性,必须解决这些局限性才能实现安全有效的临床转化。本综述重点介绍基因治疗的发展以及 CRISPR 在转变基因治疗模式中的作用。我们回顾了最近基因治疗试验的新数据,并考虑了推进这项强大但仍然相对较新的技术的最佳策略。
摘要:基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (CRISPR/Cas9) 方法的出现极大地影响了基因组工程。该方法最初被发现为原核生物的适应性免疫系统,在过去十年中发展迅速,克服了多项技术挑战和科学任务,成为精确基因组操作最有效、最可靠、最易于使用的技术之一。尽管 CRISPR/Cas9 技术具有毋庸置疑的优势,但它无法确保基因组编辑结果的绝对准确性和可预测性。主要问题之一(尤其是对于临床应用而言)是由 CRISPR/Cas9 诱导的双链 DNA 断裂的易错修复导致的突变。在某些情况下,这种易错修复可能导致 CRISPR/Cas9 靶位点内发生不可预测和计划外的大规模基因组修饰。本文描述了我们所知的最大的非设计靶向缺失,大小约为 293 kb,该缺失发生在将 CRISPR / Cas9 系统组件注射到小鼠受精卵的细胞质中后,并推测了其起源。我们推测该缺失是由于修复过程中双链断裂的一端被截断而发生的。
传统的诊断工具不足以检测和应对大流行病和复杂的慢性疾病。crispr是原核生物中的自适应免疫系统,是新技术的永无止境的来源,提供了新的解决方案。在这里,我们将CRISPR发现转换为创新的RNA检测和疾病诊断的记录平台。我们发现,促进CRISPR-CAS9系统中CRISPR RNA处理和成熟的tracrocrna也可以介导源自宿主细胞转录本的非典型CRISPR RNA(NCRRRNA)的产生。我们的ncrrna Discovery启发了重编程的tracrrnas(RPTR)的工程,该工程将任何利益的存在与DNA靶向靶向不同的CAS9直系同源物,从而创建了可多发性诊断平台称为Leopard(Leverage toveraging tracrrrnas和tharge tracrrrnas和target DNAS for-targe dnas for-tartarge dnas for-ty-targe dnas)。我们将tracrrna的重编程扩展到涉及dsDNA的cas12核酸酶,从而产生puma平台(可编程的tracrRNA解锁了原始的基序 - 通过cas12核酸酶对核糖核酸的独立检测)。最后,我们将RPTR的概念从体外应用到细胞上下文,并建立了用户定义的RNA记录平台Tiger(通过基因编码的记录推断出的RNA)解决了在单细胞水平上记录转录历史事件的挑战。
真核细胞核的进化起源机制仍不清楚。在几种合理的假设中,最具争议的是大型 DNA 病毒(如痘病毒)导致了真核细胞核的出现。最近的几项发现,包括在原核病毒和具有类似核的内膜的原核生物中发现类似核的结构,表明基因组 DNA 不仅在真核生物中存在区室化,在原核生物中也存在区室化。人们认为,巨型病毒的复杂病毒机制类似于真核细胞核:DNA 在病毒工厂和细胞核内复制,细胞核至少部分被膜包围,没有核糖体。此外,最近发现的棘阿米巴卡氏水母病毒的几个特征表明,祖先病毒工厂和真核细胞核之间存在进化关系。值得注意的是,Ran、DNA聚合酶和组蛋白显示了病毒和宿主之间核基因横向转移的分子化石。这些结果表明病毒在真核细胞核出现过程中具有创新性。根据这些结果,提出了一种从病毒参与的角度解释真核细胞核起源的新方案。这种新方案可能会对真核生物起源的研究产生重大影响,并激发有关病毒对真核细胞核进化贡献的进一步讨论。
基因组工程、基因组编辑和基因编辑等术语是指对生物体基因组进行的修改(插入、删除、替换)。目前最广泛使用的基因组编辑方法是基于成簇的规律间隔短回文重复序列和相关蛋白 9 (CRISPR-Cas9)。在原核生物中,CRISPR-Cas9 是一种适应性免疫系统,可以自然保护细胞免受 DNA 病毒感染。CRISPR-Cas9 经过修改,可创建一种多功能基因组编辑技术,在医学、农业和基因功能基础研究中具有广泛的应用。CRISPR-Cas9 已用于越来越多的单子叶植物和双子叶植物物种,以提高产量、质量和营养价值,引入或增强对生物和非生物胁迫的耐受性等。尽管生物安全问题仍然存在,但基因组编辑是一项有前途的技术,有可能促进粮食生产,造福不断增长的人口。本文回顾了基于 CRISPR-Cas9 的基因编辑在作物改良中的原理、当前进展和应用。我们还讨论了生物安全问题,并表明人类早在使用 CRISPR-Cas9 进行基因组编辑之前就已经接触过 Cas9 蛋白同源物。
基因组工程、基因组编辑和基因编辑等术语是指对生物体基因组进行的修改(插入、删除、替换)。目前最广泛使用的基因组编辑方法是基于成簇的规律间隔短回文重复序列和相关蛋白 9 (CRISPR-Cas9)。在原核生物中,CRISPR-Cas9 是一种适应性免疫系统,可以自然保护细胞免受 DNA 病毒感染。CRISPR-Cas9 经过修改,可创建一种多功能基因组编辑技术,该技术在医学、农业和基因功能基础研究中具有广泛的应用。CRISPR-Cas9 已用于越来越多的单子叶植物和双子叶植物物种,以提高产量、质量和营养价值,引入或增强对生物和非生物胁迫的耐受性等。尽管生物安全问题仍然存在,但基因组编辑是一项有前途的技术,有可能促进粮食生产,造福不断增长的人口。本文回顾了基于 CRISPR-Cas9 的基因编辑在作物改良中的原理、当前进展和应用。我们还讨论了生物安全问题,并表明人类早在使用 CRISPR-Cas9 进行基因组编辑之前就已经接触过 Cas9 蛋白同源物。
摘要:bola样蛋白家族在原核生物和真核生物中广泛存在。bola最初在大肠杆菌中描述为在固定相和应力条件下诱导的基因。Bola过表达使细胞球形。它的特征是转录因子调节细胞过程,例如细胞渗透率,生物膜产生,运动能力和agella组装。bola在与信号分子C-DI-GMP连接之间的运动和久坐的生活方式之间的切换中很重要。bola被认为是病原体(例如沙门氏菌伤寒和肺炎克雷伯氏菌)的毒力因子,当面对宿主防御引起的应力时,它会促进细菌存活。在大肠杆菌中,Bola同源物IBAG与抗酸性应激的抗性有关,而在弧菌霍乱中,IBAG对于动物细胞的定殖非常重要。最近,已经证明了Bola是磷酸化的,并且这种修改对于Bola的稳定性/周转及其活性作为转录因子很重要。结果表明,在Fe-S簇,铁进行曲线和存储的生物发生过程中,Bola样蛋白与CGFS-type GRX蛋白之间存在物理相互作用。我们还回顾了有关细胞和分子机制的最新进展,这些细胞和分子机制通过这些细胞和分子机制参与了真核生物和原核生物中铁稳态的调节。
重新组体负责复制每个增殖细胞中的全部基因组DNA。这个过程允许遗传/遗传信息从亲本细胞到子细胞的高保真通过,因此对所有生物都是必不可少的。大部分细胞周期都是围绕确保在没有错误的情况下进行DNA复制的。DNA复制是一个能量昂贵的过程。在细胞周期的G 1期中,启动了许多DNA复制调节过程。在真核生物中,绝大多数DNA合成发生在细胞周期的阶段,并且整个基因组必须解开并重复以形成两个女儿副本。在G 2期间,纠正了任何受损的DNA或复制误差。最后,在有丝分裂或M期将基因组的一个副本隔离到每个子细胞。这些女儿的副本每个都包含来自亲本双链DNA的一条链和一个新生的反平行线。这种机制是从原核生物到真核生物的保守,被称为半守护DNA复制。半保守复制的过程提出了DNA复制位点的几何形状,即叉状的DNA结构,其中DNA螺旋是开放的或开放的,可暴露于未配对的DNA核苷酸,以识别识别和基础配对,以将frefotixides掺入FreeTranded DNA中(图1)。