bp:碱基对 CRISPR:成簇的规律间隔的短回文重复序列 Cas:CRISPR 相关系统 DNA:脱氧核糖核酸 DSB:双链断裂 GE:基因工程 GEd:基因编辑 EPA:环境保护法 HDR:同源定向修复 HR:同源重组 Indel:插入/删除 kbp:千碱基对 MN:巨核酸酶 NHEJ:非同源末端连接 nt:核苷酸 ODM:寡核苷酸定向诱变 PN:可编程核酸酶 rDNA:重组 DNA RGENs:RNA 引导的工程核酸酶 SSB:单链断裂 SDN:定点核酸酶 TALEN:转录激活因子样效应核酸酶 ZFN:锌指核酸酶 ZFP :锌指蛋白
图 1. 供体 DNA 模板设计。TrueTag 供体 DNA 试剂盒提供用于 (A) N 端标记或 (B) C 端标记目标基因的 PCR 模板。具有短同源臂 (HA) 序列的位点特异性引物用于 PCR 扩增以生成供体 DNA 分子。通过 CRISPR-Cas9 或 TALEN ™ 系统切割目标位点后,供体 DNA 在 HDR 过程中整合到基因组中。2A 自切割肽 (2A) 允许选择标记 (嘌呤霉素或杀稻瘟素) 和标记基因从内源启动子表达。每个模板的通用引发序列 (Uni) 允许轻松设计 PCR 引物。
2009 年,德国哈雷马丁路德大学的 Ulla Bonas、Jens Boch、Thomas Lahaye 和 Sebastian Schornack 首次在《科学》杂志上发表了 TAL 代码的发现。5 美国非营利组织 2Blades 基金会与科学家合作,监督专利保护以及研究和商业应用的许可。科学家和 2Blades 共同将生物医学商业化权利和所有研究和试剂使用权利独家授权给 Life Technologies(现为 ThermoFisher),而 2Blades 基金会则负责授权将 TALEN 用于农业植物。2
虽然几种基因编辑蛋白可以有效地切割原代人类细胞中的各种靶标,但这些数据表明,新型 NoveSlice 基因编辑内切酶对靶标染色质环境的敏感性比等效 TALEN 对更高。潜在有害的脱靶效应风险限制了基因编辑技术的临床转化。在基因组不可接近区域中活性降低的基因编辑内切酶可以表现出更少的脱靶效应,因此可以成为开发基因编辑疗法的有力工具。我们在此介绍了一种新型基因编辑内切酶,它对靶标染色质环境表现出更高的敏感性。NoveSlice 可以作为开发新型精准药物(包括体内基因编辑疗法)的重要工具。
要用作治疗性,基因组编辑工具必须表现出较高的靶向效率和最小的有害或不需要的脱靶编辑,并且可传递到感兴趣的器官。重要的是要注意,疾病靶标将决定必须满足这些标准的确切程度。在该领域的早期努力使用了诸如锌指核酸酶和转录激活剂样效应子核酸酶(TALENS)之类的平台,但是对于每个新的目标编辑站点8设计和验证了新的锌指核酸酶或塔伦蛋白的要求,这些方法受到了阻碍。然而,这些广泛的蛋白质重新设计需求通过发现,机械阐明和适应性的适应性来缓解,以簇定期间隔短的短质体重复(CRISPR)平台进行基因组编辑。
CRISPR-Cas9技术是强大的第三代基因组编辑工具,比第一代ZFN(锌指核酸酶)和第二代TALEN(转录激活因子样效应核酸酶)更经济、更高效。 CRISPR-Cas9系统由精确识别并结合目标DNA的向导RNA和切割目标DNA的Cas9核酸酶组成,通过破坏和修复DNA双链的过程实现基因操作。 Bioneer 通过与基因组编辑技术领导者 ToolGen 合作推出的 AccuTool™ 提供了基因组编辑的整体解决方案,从 gRNA 设计到合成、Cas9 核酸酶和验证。
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。
基因编辑技术表明,由于针对ZFN,TALEN和CRISPR-CAS系统的瞄准工具的快速发展,可以在人类疾病中应用人类疾病。现在,在成熟的人类体细胞中,包括茎和祖细胞的成熟细胞的精确修饰可以对具有效率越高的茎和祖细胞(包括茎和祖细胞)进行精确修饰。同时需要新技术来评估其安全性和遗传毒性,然后才能实现广泛的临床应用。现在已经开发了许多方法,以预测基因编辑期间发生的预期和意外的修饰。本综述调查了当前可作为最新技术可用的技术,突出了利益和局限性,并讨论了可能实现临床环境中应用的准确性和可预测性的方法。
1. 简介 多年来,分子生物学家一直在寻找利用细胞修复机制通过基因组编辑来操纵 DNA 的方法。通过这种方式,他们就能够通过纠正突变或引入新功能来改变基因组 (Rodriguez, 2016)。为此,开发了基因组编辑技术 (Memi et al., 2018)。近年来,成簇的规律间隔短回文重复序列技术 (CRISPR-Cas9) 已成为最受欢迎的基因编辑方法。与以前的技术(如锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN))相比,该技术具有准确性高、易于操作和成本相对较低等优势。由于这些优势,CRISPR-Cas9 技术可轻松应用于任何分子生物学实验室。
摘要:自发性hhy小鼠出现脑积水和皮层下异位,且已鉴定出Ccdc85c基因突变。为了比较Ccdc85c在不同物种中的作用,我们建立了Ccdc85c KO大鼠并研究了其病理表型。Ccdc85c KO大鼠是通过转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)的基因组工程改造而来的。KO大鼠的Ccdc85c基因约350 bp缺失,缺乏CCDC85C蛋白表达。KO大鼠表现出非阻塞性脑积水、皮层下异位和颅内出血。KO大鼠具有许多与hhy小鼠相似的病理特征。这些结果表明CCDC85C在大鼠大脑发育中起着重要作用,且CCDC85C在大鼠和小鼠大脑中的作用相似。关键词: Ccdc85c, 脑积水, 大鼠, 皮层下异位