21 世纪见证了通过 RNA 干扰和定点诱变进行的植物基因组学和基因表征研究的蓬勃发展。具体而言,过去 15 年标志着不同基因组编辑技术的发现和实施的快速增长。递送基因编辑试剂的方法也试图跟上植物基因编辑工具的发现和实施。因此,开发了各种瞬时/稳定、快速/冗长、昂贵(需要专门设备)/廉价和多功能/特定(物种、发育阶段或组织)方法。本综述文章简要介绍了这些方法,重点介绍了最近的发展。此外,还列出了每种方法的优点和局限性,以便读者为其特定研究选择最合适的方法。最后,介绍了该研究领域未来发展和需求的前景。
简介 CRISPR/Cas9 系统彻底改变了植物基因工程领域 1-3 。为了促进植物中先进而精确的定点诱变,CRISPR/Cas9 系统的表达模块经常作为外来 DNA 整合到宿主基因组中。这种整合通常通过粒子轰击或农杆菌介导的转化等方法实现 4-5 。然而,基因组编辑过程通常会在特定的目标植物物种和菌株中遇到挑战。这些挑战主要源于转化过程中植物再生关键步骤可用基因型的限制。值得注意的是,农杆菌介导的拟南芥花浸法 6 或小麦粒子轰击 7 等方法已成功直接生产出基因组编辑植物,
酶学与酶技术:酶的定义、酶学与酶技术、酶的性质、酶的应用、酶的生产技术、酶的固定化。单元 4:重组 DNA 技术:重组 DNA 的概念、重组 DNA 技术的生物工具、基因的修饰、基因转移的方法、转基因生物。单元 5:DNA 结构与操作 - DNA 分离与纯化技术。DNA 样本的定量与表征方法。RNA 分析与基因表达 - RNA 分离与纯化方法。基因表达分析。单元 6:基因操作技术 - 基因传递方法。物理、化学和生物方法。转化、转染、电穿孔和微注射。细菌和真核生物的基因敲除技术。单元 7:基因组编辑 - 基因组编辑技术简介 - 基因组编辑技术的原理与应用。CRISPR-Cas9、定点诱变和其他基因组编辑方法。
酶学与酶技术:酶的定义、酶学与酶技术、酶的性质、酶的应用、酶的生产技术、酶的固定化。第 4 单元:重组 DNA 技术:重组 DNA 的概念、重组 DNA 技术的生物工具、基因的修饰、基因转移的方法、转基因生物。第 5 单元:DNA 结构与操作 - DNA 分离与纯化技术。DNA 样本的定量与表征方法。RNA 分析与基因表达 - RNA 分离与纯化方法。基因表达分析。第 6 单元:基因操作技术 - 基因传递方法。物理、化学和生物方法。转化、转染、电穿孔和微注射。细菌和真核生物中的基因敲除技术。第 7 单元:基因组编辑 - 基因组编辑技术简介 - 基因组编辑技术的原理和应用。CRISPR-Cas9、定点诱变和其他基因组编辑方法。
漆酶是在各种植物和真菌生物中发现的代表性的“蓝色”多型氧化酶(有关最近的评论,请参见[1-12])。基于针对具有已知晶体结构的CU蛋白进行的广泛比较研究(包括序列 - 同学分析),据认为,漆酶中的CU位点的协调位点与在西葫芦抗坏血酸抗坏血酸抗坏血酸抗压酸氧化酶(ZAO)和人血清ceruloplasmlasmin(HCP)[6,13,13,13,14]中相似。已经生成了各种模型,以将CU位点结构和漆酶的分子特性相关联。尤其是据推测,1(T1)Cu的协调几何形状和配体可能会确定氧化还原电位(E!)[8,15],在ZAO(M157)和HCP(M690和M1031)中与T1 Cu-ligating蛋氨酸相对应的位置的苯丙氨酸的存在可能是高E的责任! (0.8 V) observed in Trametes ( Polyporus or Coriolus ) ersicolor laccase [6,9,16], and that exogeneous small molecules (such as O # , H # O, OH − or F − ) are capable of binding to the type 2 (T2) Cu and inhibiting enzyme activity by regulating the internal electron transfer from the T1 Cu to the T2 } type 3 (T3)Cu簇[6,8-10]。 然而,尽管已知大约30个laccase的主要序列,但尚未通过定点诱变来研究这些假设。 最近,我们研究了几个真菌lac酶关于它们的氧化还原和动力学特性[17]。 试图将属性与这些漆酶的结构相关联,我们注意到这些[8,15],在ZAO(M157)和HCP(M690和M1031)中与T1 Cu-ligating蛋氨酸相对应的位置的苯丙氨酸的存在可能是高E的责任!(0.8 V) observed in Trametes ( Polyporus or Coriolus ) ersicolor laccase [6,9,16], and that exogeneous small molecules (such as O # , H # O, OH − or F − ) are capable of binding to the type 2 (T2) Cu and inhibiting enzyme activity by regulating the internal electron transfer from the T1 Cu to the T2 } type 3 (T3)Cu簇[6,8-10]。然而,尽管已知大约30个laccase的主要序列,但尚未通过定点诱变来研究这些假设。最近,我们研究了几个真菌lac酶关于它们的氧化还原和动力学特性[17]。试图将属性与这些漆酶的结构相关联,我们注意到这些
成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 介导的基因组编辑已发展成为一种强大的工具,广泛应用于植物物种,以诱导基因组编辑,以分析基因功能和作物改良。CRISPR/Cas9 是一种 RNA 引导的基因组编辑工具,由 Cas9 核酸酶和单向导 RNA (sgRNA) 组成。CRISPR/Cas9 系统使作物的基因组编辑更加准确和高效。在这篇综述中,我们总结了 CRISPR/Cas9 技术在植物基因组编辑中的进展及其在饲料作物中的应用。我们简要描述了 CRISPR/Cas9 技术在植物基因组编辑中的发展。我们评估了 CRISPR/Cas9 介导的定点诱变在各种饲料作物中的进展,包括苜蓿、蒺藜苜蓿、大麦、高粱、谷子和黍。讨论了 CRISPR/Cas9 在饲料育种中的潜力和挑战。
课程描述目录:教授先进的核酸修饰和分析方法。包括定点诱变、DNA 测序和 RNA 分析方法、用于基因分型的高分辨率 DNA 熔解和用于定量样本中 DNA 的实时 PCR。结合使用 CRISPR 基因编辑技术突变 2 个基因的方法,然后使用 RT-PCR 分析基因表达(RNA 分离、创建 cDNA,然后进行实时 PCR)。本课程教授基因工程和基因表达中使用的先进技术。这些包括体外诱变、DNA 测序、高分辨率 DNA 熔解、实时 PCR、RT-PCR 和 CRISPR 基因编辑的原理。您还应该学习科学方法、故障排除、数据分析以及如何独立思考和执行。课程属性 本课程具有以下属性: ☐ 通识教育要求 ☐ 全球/跨文化毕业要求 ☐ 写作强化毕业要求 ☒ 课程学科核心要求 ☐ 课程选修课核心要求 ☐ 开放选修课 其他:单击此处输入文本。 讲师信息 讲师姓名:生物技术教授 学生学习成果
载脂蛋白 A-I (apoA1) 的 C 端缺失的晶体结构显示,蛋白质氨基一半(从残基 8 到 115)中存在较大的螺旋束结构。使用定点诱变、胍或热变性、无细胞脂质体清除和细胞 ABCA1 介导的胆固醇流出试验,我们证明当该束展开的热力学障碍降低时,可以发生 apoA1 脂化。C 端的缺失使束更难展开,导致 apoA1 脂化的丧失,这可以通过点突变(例如 Trp8Ala)和氨基端短至 8 个残基的截断来逆转,这两种方法都有助于螺旋束展开。通过二硫键锁定束会导致 apoA1 脂化的丧失。我们提出了一个模型,其中 C 端作用于 N 端,使该螺旋束不稳定。当脂质与 C 端结合时,Trp8 与 Phe57、Arg61、Leu64、Val67、Phe71 和 Trp72 相互作用时被取代,从而使该束不稳定。但是,当 C 端被删除时,Trp8 无法被取代,束无法展开,apoA1 无法被脂质化。
γ-谷氨酰转肽酶 (GGT,EC 2.3.2.2) 催化谷胱甘肽及其 S-结合物的水解和转肽作用,通过谷胱甘肽代谢参与多种生理和病理过程,是一个极具潜力的药物靶点。本文报道了一种基于膦酸酯的不可逆抑制剂 2-氨基-4-{[3-(羧甲基)苯氧基](甲酰基)磷酰基}丁酸 (GGsTop) 及其类似物作为人 GGT 的机制抑制剂的评估结果。GGsTop 是一种稳定的化合物,但其对人 GGT 酶的失活速度显著快于其他膦酸酯,并且重要的是,它不抑制谷氨酰胺酰胺转移酶。构效关系、与大肠杆菌GGT的X射线晶体学分析、序列比对和人GGT的定点诱变表明,GGsTop的末端羧酸盐与人GGT活性位点残基Lys562之间存在关键的静电相互作用,从而实现强效抑制。GGsTop在浓度高达1mM时对人成纤维细胞和肝星状细胞无细胞毒性。GGsTop是一种无毒、选择性强效不可逆的GGT抑制剂,可用于各种体内和体外生化研究。