XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System基因打靶
概念清理——重新发布动物模型和相关生物材料的研究开发（R21）
ORIP 2021-2025 战略计划的一个主要主题是促进开发并确保提供最高质量和最有用的动物模型和相关资源，以促进人类疾病研究。作为 ORIP 的 NIH 重点的一部分，ORIP 寻求改进和传播多个 NIH 研究所和中心 (IC) 感兴趣的最佳动物模型。因此，ORIP 制定了动物模型 R21 计划，以鼓励创新研究开发、表征和改进动物模型、生物材料和新技术，以更好地了解人类健康和疾病，并寻求旨在改善干扰动物用于生物医学研究的疾病诊断和控制的项目。拟议的 R21 项目必须广泛应用于多个 NIH IC，并探索多个身体系统或评估影响多个身体系统的疾病。 R21 计划由美国国家研究资源中心于 2007 年设立，自 2012 年以来在 ORIP 的管理下不断发展。为了符合 ORIP 的使命，即授予资助以支持研究资源（例如人类疾病动物模型），该 R21 计划满足了对更可预测和更易于生物医学研究的动物模型的需求，并满足了开发动物模型的技术进步需求。自 2013 年以来，ORIP 已为动物模型 R21 计划发布了 4 项资助机会公告 (FOA)，分别是 PA-13-145（2013-2016 年）、PA-16-141（2016-2019 年）、PAR-19-369（2019-2021 年）和 PAR-21-167（2021-2024 年）。对于 PA-13-145 ，154 份申请中有 29 份获得资助，对于 PA-16-141 ，187 份申请中有 35 份获得资助，奖励率同样为 19%。在 PAR-19-369 的两年期间，76 份申请中有 19 份获得资助（奖励率为 25%）。根据 PAR-21-167 ，将继续接受申请并颁发奖励。R21 资助机制旨在鼓励探索性/开发性研究，为项目开发的早期和概念阶段提供长达 2 年的支持，总直接成本不超过 275,000 美元。平均而言，ORIP 支持的 R21 奖励的总成本约为 410,000 美元。ORIP 的动物模型 R21 计划取得了重大进展和影响。 PA-13-145 和 PA-16-141 项下的奖项分别产生了 114 和 87 份出版物，其中约 80% 的奖项至少有一篇出版物。截至 2022 年 3 月，与 PA-13-145 和 PA-16-141 相关的出版物分别被引用了 2,165 次和 796 次。PA-13-145 的出版物和引用数量较高，是因为其发布日期比 PA-16-141 更早。尽管 PAR-19-369 去年才结束，但迄今为止，根据该 FOA 已报告了三份出版物。该动物模型计划中的大多数 R21 申请和奖项都集中在动物模型和技术开发上，主要模型是小鼠，其次是苍蝇和斑马鱼。许多这些高风险、高回报的研究促成了新技术、方法和应用的开发，这些技术、方法和应用将对生物医学研究产生影响。其中一个例子是授予贝勒医学院的一项名为“将复杂的系统内源性表达模式解析为亚细胞高分辨率定位”的奖项，产生了 6 篇出版物。其中一篇出版物是关于通过多路复用基于药物的单步选择和反选择有效生成转基因苍蝇的方法和遗传种群（Cell Rep. 2021；36(11):109700；截至 2022 年 3 月被引用 2 次）。该项目生成的种群已存入布卢明顿果蝇种群中心进行分发。另一项授予冷泉港实验室的奖项，名为“CHD5 在癌症、不孕症和自闭症的表观遗传控制中的剂量”，产生了 8 篇出版物。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5（Chd5）突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解（Nature Communications 2015；5：3812；被引用 49 次）。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶：建立检测疾病基因的模型”的奖项，该奖项产生了 2 篇出版物，其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复（Dev Cell 2016；36(6):654-67；被引用 107 次）。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求，ORIP 请求理事会批准概念，以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5（Chd5）突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解（Nature Communications 2015；5：3812；被引用 49 次）。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶：建立检测疾病基因的模型”的奖项，该奖项产生了 2 篇出版物，其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复（Dev Cell 2016；36(6):654-67；被引用 107 次）。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求，ORIP 请求理事会批准概念，以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5（Chd5）突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解（Nature Communications 2015；5：3812；被引用 49 次）。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶：建立检测疾病基因的模型”的奖项，该奖项产生了 2 篇出版物，其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复（Dev Cell 2016；36(6):654-67；被引用 107 次）。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求，ORIP 请求理事会批准概念，以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。
基因编辑及其应用的最新进展
基因编辑领域的最新进展为植物生物学研究提供了前所未有的工具，为改良现有作物和从头驯化新作物提供了无限的潜力。本期《基因编辑及其应用》焦点问题介绍了基因编辑领域的最新技术创新，解决了在基础和应用植物生物学研究中使用该技术所面临的挑战，并提供了该领域未来发展的观点。本期焦点问题包含 9 篇由基因编辑子领域专家深入撰写的更新，16 篇研究论文重点介绍了最近的技术突破或基因编辑在解决生物学问题和/或改良作物中的应用。在本文中，我们首先总结了开发新型基因编辑试剂、将试剂递送到植物细胞中、大规模分析编辑事件和去除转基因方面取得的进展。然后，我们讨论了实现各种类型基因修饰的最新进展，包括点突变、基因打靶 (GT)、染色体工程和表观遗传修饰。此外，我们利用本期焦点问题中提供的例子，重点介绍了使用 CRISPR（成簇规律间隔短回文重复序列）介导的基因编辑在作物改良和从头驯化中的研究。可编程核酸酶是基因组编辑领域爆炸式增长的核心。CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9)（Jinek 等人，2012 年）和 Cas12a（Zetsche 等人，2015 年）核酸酶及其衍生物是基因编辑中使用最广泛的核酸酶。然而，细菌和古细菌中存在许多多样且未开发的 CRISPR-Cas 系统，它们为扩展我们的植物基因编辑工具箱提供了巨大潜力（Burstein 等人，2017 年）。新的 CRISPR–Cas 系统可能使我们能够克服原间隔区相邻基序序列、靶标特异性和 Cas9 的蛋白质大小的限制。新的核酸酶还可以潜在地降低育种许可成本
四倍体马铃薯中可以实现主要编辑，但需要改进
Anzalone AV、Randolph PB、Davis JR、Sousa AA、Koblan LW、Levy JM、Chen PJ、Wilson C、Newby GA、Raguram A 等人 (2019) 无需双链断裂或供体 DNA 的搜索和替换基因组编辑。Nature 576：149–157 Bastet A、Zafirov D、Giovinazzo N、Guyon-Debast A、Nogué F、Robaglia C、Gallois JL (2019) 通过 CRISPR-Cas9 碱基编辑模拟 eIF4E 中的天然多态性与对马铃薯病毒的抗性有关。Plant Biotechnol J 17：1736–1750 Butt H、Rao GS、Sedeek K、Aman R、Kamel R、Mahfouz M 通过水稻中的 prime 编辑实现除草剂抗性工程化。Plant Biotechnology Journal。 doi: 10.1111/pbi.13399 Fauser F, Schiml S, Puchta H (2014) 基于 CRISPR/Cas 的核酸酶和切口酶均可有效用于拟南芥的基因组工程。Plant J 79 : 348–359 Henikoff S, Comai L (2003) 植物功能基因组学的单核苷酸突变。Annual Review of Plant Biology 54 : 375–401 Hua K, Jiang Y, Tao X, Zhu JK 利用 prime editing 系统对水稻进行精准基因组工程。Plant Biotechnology Journal。doi: 10.1111/pbi.13395 Huang TK, Puchta H (2019) CRISPR/Cas 介导的植物基因打靶：同源重组终于迎来转机。 Plant Cell Rep 38 : 443–453 Li H, Li J, Chen J, Yan L, Xia L (2020) 通过 Prime Editing 对水稻外源和内源基因的精确修改。Molecular Plant 13 : 671–674 Lin Q, Zong Y, Xue C, Wang S, Jin S, Zhu Z, Wang Y, Anzalone AV, Raguram A, Doman JL 等人 (2020) 水稻和小麦的 Prime 基因组编辑。Nat Biotechnol 38 : 582–585 Mishra R, Joshi RK, Zhao K (2020) 作物中的碱基编辑：当前进展、局限性和未来影响。 Plant Biotechnol J 18 : 20–31 Sevestre F, Facon M, Wattebled F, Szydlowski N (2020) 促进马铃薯基因编辑：Solanum tuberosum L. cv. Desiree 基因组的单核苷酸多态性 (SNP) 图谱。Sci Rep 10 : 2045