我们的研究检查了 CRISPR/Cas9 方法对参与生长素生物合成途径的色氨酸氨基转移酶 BnaTAA1 基因的突变效率。我们制作了九种 CRISPR/Cas9 构建体,这些构建体具有不同的启动子,可驱动金黄色葡萄球菌 Cas9 (SaCas9) 或植物密码子优化的化脓性链球菌 Cas9 (pcoCas9) 的表达。我们开发了一种快速有效的系统,用于评估每个构建体使用油菜毛状根引起的突变种类和频率。我们发现 pcoCas9 在突变目标位点方面比 SaCas9 更有效,并且 NLS 信号的存在使诱变机会增加了 25%。在再生系中进一步研究了突变,并确定了转基因植物中 BnaTAA1 基因的表达和基因修饰的遗传性。毛状根转化与 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑相结合,为研究重要油料作物 B. napus 中的靶基因功能提供了一种快速而直接的系统。
摘要:经过近几年的发展和完善,CRISPR-Cas9基因编辑技术日趋成熟,并在作物改良中得到广泛应用。CRISPR/Cas9的应用可以在短时间内获得无转基因的基因组编辑植物,具有简便、高效、特异性强、生产成本低等优点,为基因功能研究提供了极大的便利。在植物分子育种中,CRISPR-Cas9系统的基因编辑效率已被证明是影响分子育种效果的关键步骤,提高基因编辑效率近年来成为科研报道的重点。本文详细介绍了提高CRISPR/Cas9基因编辑在植物分子育种中效率的策略和方法,包括Cas9变体酶工程、多启动子驱动的Cas9效应、gRNA高效优化及表达策略等。并简要介绍了CRISPR/Cas12a系统的优化策略以及BE和PE精准编辑的应用,有利于进一步开发和优化植物分子育种领域的基因编辑系统。
摘要:确定用于修饰和操纵选择性特定基因的新的甚至更精确的技术为在基础研究中表征基因功能和用于基因组调控的潜在疗法提供了强有力的工具。基于核酸酶的技术(例如 CRISPR/Cas 系统)的快速发展彻底改变了新的基因组工程和医学可能性。此外,有关 CRISPR/Cas 系统的适当递送程序至关重要,之前大量的综述都集中在 CRISPR/Cas9-12 和 13 递送方法上。尽管付出了所有努力,CAS 基因系统的体内递送仍然具有挑战性。由于包装尺寸受限和某些细胞类型的无能,在使用包括病毒元件和化学载体在内的传统递送工具时,CRISPR 组件的转染通常效率低下。因此,微流控系统等物理方法更适用于体外递送。本综述重点介绍了微流控系统在临床和治疗研究中递送 CRISPR/Cas 系统的最新进展。
简介 在哺乳动物细胞系中产生有利的基因组特征是基因功能研究极为宝贵的策略之一。1,2 基因组编辑主要通过使用传统方法进行,例如 RNA 干扰 3,4 和同源重组。然而,除了染色体 DNA 的自发裂解之外,所需突变体的频率低和特异性低导致了位点特异性核酸酶的发明。最近,成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关 (Cas) 系统为在特定基因组位点快速有效地进行基因编辑打开了一扇有希望的窗口。5,6 CRISPR/Cas9 系统由两个组件组成:向导 RNA (gRNA) 和 Cas9 蛋白。Cas9 蛋白的核酸酶活性可在任何被 gRNA 识别的基因组区域中诱导 DNA 双链断裂 (DSB)。该 gRNA 必须伴随目标基因座中相邻的原间隔基序 (PAM) 序列。7,8 NGG 是化脓性链球菌 Cas9 (SpCas9) 的 PAM 序列,是最
摘要:尽管大豆蛋白质量很高,但由于 Kunitz (KTi) 和 Bowman-Birk 蛋白酶抑制剂 (BBis) 的存在,生大豆和豆粕不能直接添加到动物饲料混合物中,这会降低动物的生产率。热处理可以显著灭活胰蛋白酶和糜蛋白酶抑制剂 (BBis),但这种处理耗能大、成本高,并对种子蛋白的质量产生负面影响。作为一种替代方法,我们采用 CRISPR/Cas9 基因编辑来在 BBi 基因中产生突变,从而大幅降低大豆种子中的蛋白酶抑制剂含量。农杆菌介导的转化被用于产生几个稳定的转基因大豆事件。使用 Sanger 测序、蛋白质组学分析、胰蛋白酶/糜蛋白酶抑制剂活性测定和 qRT-PCR 将这些独立的 CRISPR/Cas9 事件与野生型植物进行了比较。总的来说,我们的结果表明,影响大豆主要 BBi 基因的一系列等位基因功能丧失突变的产生。两个高表达种子特异性 BBi 基因的突变导致胰蛋白酶和糜蛋白酶抑制剂活性大幅降低。
摘要:增加蔬菜摄入量已成为世界范围内健康饮食习惯的一部分,因此,明确育种材料中的基因功能对于蔬菜改良以满足蔬菜新品种的可持续发展至关重要。然而,遗传转化费时费力,限制了对各类蔬菜作物基因功能的探索。病毒诱导的基因沉默(VIGS)由于缩短了实验周期并且不依赖于稳定的遗传转化,可以在植物中进行大规模、快速的基因沉默,为功能研究提供了绝佳的机会。VIGS可以加速模式植物研究,使蔬菜作物基因功能的分析和验证变得更加容易。此外,随着病毒介导的异源蛋白表达等技术的出现和CRISPR/Cas9技术的发展,病毒介导的遗传工具开创了遗传学和作物改良的新时代。本研究总结了蔬菜中VIGS和病毒诱导的基因编辑(VIGE)的最新成果。我们还确定了蔬菜中 VIGS 技术当前面临的几个挑战,为未来的研究提供指导。
替代蛋白(AltProts)代表了一种新认识的生物活性蛋白,这些蛋白质是根据已经注释的基因中的替代开放式阅读框(ALTORF)编码的。这项研究的重点是SLC35A4基因,该基因编码参考蛋白SLC35A4和替代蛋白AltSLC35A4。结合了显微镜和生化分析,我们证实了内部线粒体膜中AltSLC35A4的存在,从而解决了先前的相互矛盾的报告。先前采用核糖体分析的研究表明,在砷钠诱导的氧化应激期间,SLC35A4的参考编码序列在所有细胞mRNA中的转化效率上的提高最大。我们的结果证实了这种翻译的上调,在氧化应激期间以上游ORF依赖性方式出现了SLC35A4蛋白同工型。值得注意的是,在氧化应激期间,AltSLC35A4的表达保持不变。敲出SLC35A4以可救出的方式增强对氧化应激的敏感性,表明对SLC35A4在应力抗性中的直接影响。总而言之,我们的研究为SLC35A4双重编码性质的功能意义提供了令人信服的证据,以抗氧化应激,并突出了在真核基因功能研究中考虑AltProts的重要性。
摘要 大麻 ( Cannabis sativa L.) 是一年生植物,通常为雌雄异株。由于其对人类疾病的治疗潜力,植物大麻素作为一种医疗疗法最近受到了越来越多的关注。已经使用组学分析阐明了几种参与大麻素生物合成的候选基因。然而,由于很少有关于大麻组织稳定转化的报道,因此基因功能尚未得到充分验证。在本研究中,我们首次报告了使用农杆菌介导的转化方法在 C . sativa 中成功生成基因编辑植物。 DMG278 实现了最高的芽诱导率,被选为转化的模型菌株。通过在未成熟谷物的胚下胚轴中过度表达大麻发育调节嵌合体,芽再生效率显着提高。我们使用 CRISPR/Cas9 技术编辑了八氢番茄红素去饱和酶基因,最终生成了四株具有白化表型的编辑大麻幼苗。此外,我们繁殖了转基因植物并验证了T-DNA在大麻基因组中的稳定整合。
摘要:基因组工程使对细胞中DNA序列的精确操纵。因此,这对于理解基因功能至关重要。巨核酸是基因组工程的开始,它继续发现锌纤维核酸酶(ZFN),然后是转录激活剂样效应子核酸酶(Talens)。他们可以在基因组中所需的目标位点产生双链断裂,因此可以用来以相同的方式敲击突变或敲除基因。几年后,通过发现定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)的群集的基因组工程进行了转化。CRISPR系统的实施涉及以RNA为指导的识别和DNA分子的精确分裂。此属性证明了其在表观遗传学和基因组工程方面的效用。crispr曾经并且正在不断成功地用于模拟白血病细胞系和控制基因表达中的突变。此外,它用于识别靶标并发现用于免疫疗法的药物。在本研究中讨论了白血病的描述性和功能基因组学,重点是基因组工程方法。还探索了CRISPR/CAS9系统的挑战,观点,限制和解决方案。
CRISPR 基因组工程已成为一种功能性研究免疫系统调节复杂机制的强大工具。尽管数十年来一直致力于对先天免疫进行遗传重编程,但当前方法的实用性受到体内成熟细胞谱系的敲除效率低或特异性有限的限制。在这里,我们描述了一种优化的非病毒 CRISPR-Cas9 核糖核蛋白 (cRNP) 基因组编辑策略,该策略可对成熟的原代小鼠先天淋巴细胞 (ILC) 和髓系细胞进行基因组编辑,从而导致单次电穿孔导致单或双靶基因表达几乎完全丧失。此外,我们描述了体内过继转移小鼠模型,该模型可用于使用 cRNP 编辑的幼稚自然杀伤 (NK) 细胞和骨髓衍生的常规树突状细胞前体 (cDCP) 筛选病毒感染期间的基因功能。该资源将增强靶基因发现,并为小鼠先天免疫系统中的基因编辑提供一种特定且简化的方法。