马拉维湖丽鱼科鱼类以相对较少的遗传变化形式表现出广泛的形式和功能。我们比较了岩石和沙子栖息的物种的基因组,并询问两组之间哪些遗传变异差异。我们发现,有96%的分化变体位于非编码序列中,但是这些非编码差异变体在进化上是保守的。分化变体附近的基因组区域富含颅面,神经和行为类别。在基因组序列的导线之后,我们使用岩石与沙子及其杂种来描述BMP信号传导和IRX1B在胃肠局部领土的规范中,在成人社会行为过程中揭示了上下文依赖于上下文的大脑基因表达。我们的结果证明了不同的基因组序列如何预测关键进化特征的差异。我们强调了进化反向遗传学的希望 - 表型差异与无偏基因组测序的推论,然后在自然种群中进行经验验证。
生物技术在促进巴基斯坦作物改良、加强粮食安全和减少贫困方面具有巨大潜力。巴基斯坦是生物技术和基因工程领域的新兴国家之一。巴基斯坦生物技术研究最早的里程碑是 1987 年在费萨拉巴德建立国家生物技术和基因工程研究所 (NIBGE)。该研究所于 2007 年开发出第一种转基因作物“Bt 棉花”。土壤传播的细菌苏云金芽孢杆菌的 Bt 基因被引入棉花,可调节现代棉花品种的抗虫性。在巴基斯坦,大多数利用现代生物技术的作物改良活动都集中在棉花上,棉花是巴基斯坦五大作物之一。90% 以上的栽培棉花都是转基因的。除此之外,芸苔属植物、鹰嘴豆、辣椒、土豆、甘蔗、烟草、番茄和大豆也已开始转基因种植。
通过诱变................................................................................................................................ 11
基因组编辑的一种主要方法是将称为“工程核酸酶”的酶剪刀部署到 DNA 的目标区域。一旦工程核酸酶被引导到精确的位置,它就会结合并切割目标基因。此时,核酸酶通过修改、移除或替换有缺陷的基因对细胞的遗传密码进行永久性更改。根据细胞的类型,基因组编辑可能会在患者体内暂时或永久保留。
• 日本在培育有用微生物菌种、改良农畜产品、基因治疗的应用等各开发领域都处于世界领先水平,并通过与大学机构、大企业、风险投资公司、捐赠基金会等密切合作,进一步提高研发能力。 CRISPR Therapeutics、Editas Medicine、Intellia Therapeutics、Beam Therapeutics等多家创业公司正在农作物开发、工业能源开发、人类疾病治疗等领域开展前沿研发。 • 我们已获得CRISPR/Cas9、Cas12、Cas13以及大部分CRISPR相关基础技术和应用技术的知识产权。 • TALAEN 在高油酸大豆的开发和工业应用方面取得了进展。 • 积极推进体内和体外基因组编辑治疗。针对莱伯先天性黑蒙的体内基因组编辑治疗的临床试验已经开始。 • 使用 ZFN 和 CRISPR 的基因组编辑疗法以及更安全的表观遗传编辑疗法的研究、开发和临床试验正在进行中。该公司已在FDA注册了30多项临床试验,在基因治疗研究领域处于世界领先地位。 • 新型核酸检测技术(Sherlock和DETECTR)已经研发成功,正在开发作为新冠病毒的POCT诊断技术。
微生物群落中的土壤中的微生物群落仍然在很大程度上未知,尽管它们在温室气体的循环中起着重要作用。在这里,我们报告了从挪威北部Rásttigáisá的矿物苔原土壤中回收的59种非冗余元基因组组装基因组(MAGS)。通过根据四核苷酸频率和差异覆盖范围来通过聚类重叠群来获得MAG,并进行手动策划以去除具有外围GC含量和/或平均覆盖率的重叠群。大多数MAG被分配到细菌门念珠菌(n = 12),verrucomicrobiota(n = 10)和酸眼杆菌(n = 9)。所有古细菌(n = 4)属于硝基果酸念珠菌(Themoproteota)。59Rásttigáisámags扩大了我们对苔原微生物组的多样性和生态作用的了解。
十多年前 [1] ( ) 发现了 CRISPR/Cas9 系统,这使我们干预基因组的可能性增加了十倍,无论是在研究中,还是在最终使基因治疗成为现实 [2] ( )。 CRISPR 系统及其衍生物现在可以相对容易地在复杂基因组的特定点切割 DNA;切口的修复通常以某种随机的方式进行,在修复点添加一些核苷酸,导致目标基因失活。通过这种方式,可以“关闭”某个过度表达会导致疾病的基因,以达到基因治疗的目的,甚至可以在体内实现[3]( )。最近,这些系统得到了改进,可以实现真正的基因组编辑,即通过程序将一个核苷酸替换为另一个核苷酸,从而可以纠正有害突变 [4]。但是将几百或几千个核苷酸的序列精确插入到基因组的某个点仍然遥不可及,至少如果我们想有效地做到这一点的话(而不是在极小部分的被处理的细胞中)。这也解释了最近发表的一种新方法所引起人们的兴趣,该方法利用了插入序列家族编码的重组酶的特性 [5, 6],而且,它可以完全通过双特异性向导 RNA 的序列进行编程。
以棉花为例,引入从土壤细菌苏云金芽孢杆菌 (BT) 中提取的 cry1Ac 和 cry2Ab 基因,可使本地棉花植株产生内毒素,以自然方式对抗棉红铃虫。BT 棉花利用这一优势帮助农民自然对抗棉红铃虫,这种虫害是棉农最常见的害虫。基因组编辑和基因工程的基本区别在于,前者不涉及引入外来遗传物质,而后者则涉及。在农业方面,这两种技术都旨在产生产量更高、更能抵抗生物和非生物胁迫的变种。在基因工程出现之前,这种品种改良是通过选择性育种来完成的,即仔细地将具有特定性状的植物杂交,以在后代中产生所需的性状。基因工程不仅使这项工作更加精确,而且还使科学家能够更好地控制性状的发展。
1纽约市达勒姆大学医学中心综合基因组学部生物统计学和生物信息学系,美国北卡罗来纳州27708; 2计算生物学和生物信息学研究生课程,杜克大学,北卡罗来纳州达勒姆市27708,美国; 3美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学基因组和计算生物学中心27708,美国; 4美国杜克大学高级基因组技术中心,北卡罗来纳州达勒姆市27708,美国; 5美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学生物医学工程系27708; 6北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学遗传学和基因组学的大学计划27708,美国; 7美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学医学中心手术系27708; 8北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学分子遗传学和微生物学系27708,美国1纽约市达勒姆大学医学中心综合基因组学部生物统计学和生物信息学系,美国北卡罗来纳州27708; 2计算生物学和生物信息学研究生课程,杜克大学,北卡罗来纳州达勒姆市27708,美国; 3美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学基因组和计算生物学中心27708,美国; 4美国杜克大学高级基因组技术中心,北卡罗来纳州达勒姆市27708,美国; 5美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学生物医学工程系27708; 6北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学遗传学和基因组学的大学计划27708,美国; 7美国北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学医学中心手术系27708; 8北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学分子遗传学和微生物学系27708,美国