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World File Search System操纵基因
改进了神经元基因抑制的CRISPR/DCAS9干扰工具
遗传物质的表达控制大脑发育，分化和功能，以及对基因表达的有针对性操纵以了解基因功能对健康和疾病状态的贡献。尽管CRISPR/DCAS9干扰（CRISPRI）技术的最新改进已使在选定的基因组站点的有针对性的转录抑制作用，但将这些技术集成到非分散神经元系统中仍然具有挑战性。以前，我们优化了双性能病毒表达系统，以表达有丝分裂后神经元中的基于CRISPR的激活机制。在这里，我们使用了类似的策略来适应改进的DCAS9-KRAB-MECP2抑制系统，以用于神经元中的鲁棒转录抑制。我们发现，由神经元选择性的人突触素启动子启用的dcas9-krab-MeCP2构建体启用了初级大鼠神经元中的转基因表达。接下来，我们使用靶向多种基因启动子的CRISPR SGRNA证明了转录抑制作用，并与现有的RNA干扰方法相比，在复杂的脑源性神经营养因子（BDNF）基因上，该系统在神经元中表现出了优越性。我们的发现前期提高了这项改进的CRISPRI技术，以在神经元系统中使用，从而有可能提高了在神经系统中操纵基因表达状态的能力。
基于CRISPR/CAS9的基因组编辑及其在曲霉物种中的应用
摘要：Aspergillus是一种蛋白质真菌属，在自然界中广泛分布，在有机材料的分解中起着至关重要的作用，作为重要的环境微生物以及传统的发酵和食品加工行业。此外，由于它们强大的潜力通过操纵基因表达和/或引入新的生物合成途径来分泌多种水解酶和其他天然产物，因此，几种曲霉物种已被广泛利用为微生物细胞工厂。近年来，随着下一代基因组测序技术和基因工程方法的发展，已经很好地研究了曲霉物种中各种同型/异源 - 蛋白质和天然产物的生产和利用。作为一种新开发的基因组编辑技术，已使用定期插入的短期短质体重复序列/CRISPR相关蛋白9（CRISPR/CAS9）系统用于编辑和修改Aspergilli中的基因。到目前为止，基于CRISPR/CAS9的方法已被广泛采用，以提高基因修饰的效率，在菌株类型的Aspergillus nidulans和其他工业重要和致病性的曲霉物种中，包括Aspergillus oryzae，aspergillus oryzae，spergillus niger niger和aspergillus fumigatus fumigatus。本评论重点介绍了基于CRISPR/CAS9的基因组编辑技术的当前发展及其在曲霉物种中的基础研究以及重组蛋白和天然产物的生产中的应用。
3-2 向苍蝇学习，创建超越人类智能的微脑系统
自从罗伯特·施奈德（诺贝尔生理学或医学奖获得者）将其作为遗传研究材料引入生物学界以来，约120年来，它一直作为一种模式生物占据主导地位，并继续作为一个允许自由操纵基因的系统发挥作用。毫不夸张地说，果蝇是世界上唯一一种能够对大脑中的每个神经元进行颜色编码和染色、单独激活和灭活它们，甚至每次都能使用不同的果蝇准确识别和操纵同一个神经元的生物（每个个体拥有的 250,000 个神经元中只有一个是相同的）。这是因为人们已经为这种特殊的苍蝇开发了极其复杂的基因工程技术，而且利用这些技术已经生产出了大量“活蝇资产”（转基因苍蝇株）[1]。作为这一研究对象优势的象征，旨在描述和绘制脑内所有神经连接的果蝇连接组项目，已经远远领先于其他有脑模型生物，并且首批涵盖脑主要部位的数据已于今年公开[2]（尽管尚未发表正式论文）。 连接组的完成意味着，抛开操作原理不谈，接线图已经完成，至少在神经网络结构方面，苍蝇大脑不再是一个黑匣子。这一壮举堪比分子生物学中解码整个基因组的壮举，也是了解大脑运作原理历程中的突破性事件。
提高非生物胁迫耐受性的转基因育种方法：最新进展和未来展望
摘要：近年来，全球气候变化迅速，人口不断增加，导致非生物胁迫发生率增加，农作物产量下降。环境胁迫，如温度、干旱、营养缺乏、盐度和重金属胁迫，是农业面临的主要挑战，它们导致农作物生长和产量大幅下降。非生物胁迫是一种非常复杂的现象，涉及植物细胞的各种生理和生化变化。暴露于非生物胁迫的植物表现出活性氧 (ROS) 水平的提高，这种物质具有高活性和毒性，会影响叶绿素的生物合成、光合能力以及碳水化合物、蛋白质、脂质和抗氧化酶的活性。转基因育种为实现植物遗传改良提供了一种合适的常规育种替代方案。在过去的二十年里，基因工程/转基因育种技术在操纵基因以诱导转基因植物所需特性方面取得了显著进展。转基因方法使我们能够识别参与特定植物过程的候选基因、miRNA 和转录因子 (TF)，从而能够全面了解影响植物耐受性和生产力的分子和生理机制。这种现象的准确性和精确性确保了未来植物改良的巨大成功。因此，转基因育种已被证明是改善作物非生物胁迫的一种有前途的工具。本综述重点介绍了转基因育种在提高植物非生物胁迫耐受性和生产力方面的潜在和成功应用、最新进展和未来前景。
工业指南
I. 引言 人类基因治疗旨在修改或操纵基因的表达或改变活细胞的生物学特性以用于治疗。我们，FDA，为您，人类基因治疗新药临床试验申请 (IND) 的申办者，提供有关在 IND 中提交的化学、制造和控制 (CMC) 信息的建议。本指南旨在告知申办者如何提供足够的 CMC 信息，以确保试验产品的安全性、特性、质量、纯度和强度（包括效力）（21 联邦法规 (CFR) 312.23(a)(7)(i)）。本指南适用于人类基因治疗产品和包含人类基因治疗与药物或器械的组合产品 1。 2 本指南最终确定了 2018 年 7 月发布的同名指南草案，并取代了 2008 年 4 月发布的文件“FDA 审评人员和申办方指南：人类基因治疗临床试验新药申请 (IND) 的化学、制造和控制 (CMC) 信息的内容和审评”（2008 年 4 月指南）。自我们发布 2008 年 4 月指南以来，基因治疗领域取得了迅速发展。因此，我们正在更新该指南，为您提供有关基因治疗 IND 的 CMC 内容的最新 FDA 建议。本指南的组织结构遵循 FDA 关于通用技术文件 (CTD) 的指南结构。有关 CTD 的信息可在 FDA 的行业指南中找到：“M4Q：CTD - 质量”（参考文献 1）。有关提交电子 CTD（eCTD）的信息，请参阅 FDA 网站 https://www.fda.gov/drugs/electronic-regulatory-submission-and-review/electronic-common-technical-document-ectd 。
在大米中高夜温度压力下差异表达基因的启动子中的保守域：如何找到它们，它们能告诉我们什么？
抽象作物植物对压力的反应涉及基因表达模式的变化。这种基因调节的复杂过程取决于顺式和反式作用成分的存在。理解与植物对胁迫反应相关的基因表达变化的关键步骤之一始于鉴定差异表达基因（DEGS）启动子中“保守域”的鉴定。保守域可以通过为转录因子提供结合位点在基因调节中起关键作用。在这项研究中，我们旨在确定149摄氏度的启动子中的顺式调节元件（CRE），这些元素在两个水稻品种的转录组分析中被鉴定出来：cypress and Lagrue。这两个水稻品种根据其承受热应激的能力，在高夜晚（HNT）下分别表现良好。可以预期，受Hnt应力向上或向下调节的DEG要么在其启动子中表现出一组共享的CRE，要么在特定DEG模式中共有多态模式，其识别可以帮助理解植物对压力的各种反应。将使用多种计算方法来找到与水稻中HNT应力有关的顺式作用元件 /转录激活基序。这些信息将在机器学习算法中利用，以开发针对繁殖目的操纵基因的预测模型，例如提高谷物质量和产量，从而增强了水稻植物对高夜间温度的韧性，并为水稻作物的整体适应性做出了贡献。
提高谷物种子寿命的生物技术干预：进展与前景
摘要 种子寿命是衡量种子在长期储存期间活力的指标，对于种质保存和作物改良计划至关重要。此外，寿命也是确保粮食和营养安全的重要特征。因此，更好地了解调节种子寿命的各种因素对于改善这一特性和尽量减少种质再生过程中的遗传漂变是必不可少的。特别是，谷物作物种子在储存过程中的变质会对农业生产力和粮食安全产生不利影响。种子变质的不可逆过程涉及不同基因和调控途径之间的复杂相互作用，导致：DNA 完整性丧失、膜损伤、储存酶失活和线粒体功能障碍。确定种子寿命的遗传决定因素并使用生物技术工具对其进行操纵是确保长期种子储存的关键。遗传学和基因组学方法已经确定了几个调节主要谷物（如水稻、小麦、玉米和大麦）寿命特征的基因组区域。然而，对包括小米在内的其他禾本科植物的研究却非常少。部署基因组学、蛋白质组学、代谢组学和表型组学等组学工具并整合数据集将精确定位影响种子存活率的分子决定因素。鉴于此，本综述列举了调节寿命的遗传因素，并证明了综合组学策略对于剖析种子变质的分子机制的重要性。此外，本综述还提供了部署生物技术方法来操纵基因和基因组区域以开发具有长期储存潜力的改良品种的路线图。
引用：Fırat C、Öztürk A、Dağcı İ、Solak K、Ünver Y NanoScript：一种基于纳米粒子的新型基因调控工具及其优点和缺点。E
转录因子 (TF) 是一种蛋白质，它通过与特定 DNA 序列结合，通过与基因组中的特定调控元件相互作用来激活或抑制基因表达，从而充当基因表达的关键调节器。TF 通常具有多个功能域，这些功能域有助于其调节功能。这些功能域基本上由三个域组成：核定位信号 (NLS) 域、DNA 结合域 (DBD) 和激活域 (AD)。通过这些域的协调相互作用，TF 响应细胞内的各种内部和外部信号来调节基因表达。TF 复杂机制的缺陷与越来越多的人类疾病有关。因此，基于 TF 的基因调控研究被认为是许多生物应用的有前途的方法。在这种情况下，研究人员旨在使用一种称为 NanoScript 的基于纳米粒子的平台来模拟 TF 的结构和功能特性。NanoScript 的作用类似于天然 TF，可实现精确的基因调控和细胞重编程，并为控制和有针对性地操纵基因表达提供了新的可能性。 NanoScript 的主要目标是以非病毒方式在转录水平上调节基因表达。NanoScript 可以通过与内源 DNA 相互作用并启动转录活性来激活特定基因，作为基因操作和细胞重编程的蛋白质替代合成结构。该平台由于其可调组件（纳米粒子和表面组件）和有效调节基因表达的能力，在干细胞生物学、癌症治疗和细胞重编程领域具有多种应用潜力。然而，NanoScript 也有一些局限性，例如可能与脱靶基因相互作用。本研究讨论了 NanoScript 在基因调控领域的当前研究和技术，以及该技术的优势和挑战。
一种多功能定点基因陷阱策略，用于操纵秀丽隐杆线虫的基因活性和控制基因表达
操纵基因活性和控制转基因表达的能力对于研究基因功能至关重要。虽然对于秀丽隐杆线虫来说，有几种用于修改基因或分别控制表达的遗传工具，但是没有遗传方法可以产生既能破坏基因功能又能为表达被破坏基因的细胞提供遗传途径的突变。为了实现这一点，我们开发了一种基于 cGAL（一种用于秀丽隐杆线虫的 GAL4-UAS 二分表达系统）的多功能基因陷阱策略。我们设计了一个 cGAL 基因陷阱盒并使用 CRISPR/Cas9 将其插入目标基因中，从而创建一个双顺反子操纵子，该操纵子可同时在表达目标基因的细胞中表达截短的内源蛋白和 cGAL 驱动基因。我们证明我们的 cGAL 基因陷阱策略可以稳健地产生功能丧失的等位基因。将 cGAL 基因陷阱系与不同的 UAS 效应菌株相结合，使我们能够挽救功能丧失的表型，观察基因表达模式，并在时空上操纵细胞活动。我们表明，通过显微注射或基因杂交的重组酶介导的盒式交换 (RMCE)，可以进一步在体内设计 cGAL 基因陷阱系，以轻松地将 cGAL 与其他二分表达系统的驱动器（包括 QF/QF2、Tet-On/Tet-Off 和 LexA）交换，以生成在同一基因组位置具有不同驱动器的新基因陷阱系。这些驱动器可以与它们相应的效应物结合以进行正交转基因控制。因此，我们基于 cGAL 的基因陷阱是多功能的，代表了秀丽隐杆线虫基因功能分析的强大遗传工具，这最终将为基因组中的基因如何控制生物体的生物学提供新的见解。
CRISPR/CAS9介导的基因组敲除酪氨酸羟化酶和板球bimaculatus中的黄色基因
gryllus bimaculatus是一种生物学领域的新兴模型生物，例如行为，神经病学，生理学和遗传学。最近，反向遗传学的应用为理解具有特定生理反应的基因调查网络的功能基因组学和操纵基因调节网络提供了机会。bimaculatus。在g中使用CRISPR/ CAS9系统。bimaculatus，我们提出了与昆虫黑色素和儿茶酚胺生物合成途径有关的酪氨酸羟化酶（Th）和黄色Y的有效敲低。作为一种酶，将酪氨酸转化为3,4-二羟基苯基甲基甲基甲烷，限制了途径中的第一步反应。黄色蛋白质（Dopachrome Convertion酶，DCE）也参与黑色素生物合成途径。色素沉着中黑色素生物发生的调节系统和分子机制及其在G中的物理功能。bimaculatus尚未因缺乏体内模型而被很好地定义。在F 0个个体和可遗传的F 1后代都检测到核苷酸的缺失和核苷酸核苷酸的插入。我们确认通过定量的实时PCR分析在突变体中下调了Th和Yel-Y-Y。与对照组相比，Th和黄色基因的突变导致色素沉着缺陷。大多数F 0若虫具有第一个幼体的基因突变，而唯一的成年人在机翼和腿部有很明显的缺陷。但是，我们无法获得第一个龄的所有F 2死亡的TH突变体的任何纯合子。bimaculatus。因此，基因对于G的生长和发展非常重要。当将黄色基因拆除时，g时为71.43％。bimaculatus是浅棕色，腹部有轻微的镶嵌物。黄色基因可以通过杂交实验稳定地遗传，没有明显的表型，除了较轻的表皮颜色。目前的功能研究表明，Th和黄色在色素沉着中的基本作用，TH具有多巴胺合成在G中胚胎发育中的深远而广泛的作用。bimaculatus。