基因组编辑和沉默技术可以改变我们理解的生物学,影响鱼类和其他水生动物的疾病。基因编辑现在正在水产养殖,繁殖控制,不育和抗病性方面进行测试。必须将更多资金投资于创新技术,以解决该行业的这些问题。因此,基因沉默和基因组DNA编辑对未来对水生动物治疗的潜在显着影响。鱼类中的基因组编辑是研究的兴趣部分,有可能彻底改变水产养殖并帮助理解鱼类的遗传疾病。基因组编辑在编辑鱼类的基因组以用于各种用途时有许多应用。锌指核酸酶(ZFN)用于在斑马鱼(Danio rerio)中破坏基因。在另一侧,这些遗传修饰技术会通过多个突变引起各种负面影响。通过这个过程,认识到转基因的生物是一项挑战。鱼类中的基因组编辑是一个需要专业知识和专业知识的复杂领域。始终建议您在进行FISH基因组编辑实验时咨询专家并遵循道德和监管指南。
Lin28 是癌症干细胞基因网络的关键调节因子,可促进各种肿瘤的治疗耐药性肿瘤进展。然而,目前还没有一种 Lin28 抑制剂被批准用于治疗癌症患者,这促使人们探索新型化合物作为临床试验的候选药物。在本文中,我们将计算机辅助药物设计 (CADD) 与定量生化和生物测定相结合。这些努力导致发现 Ln268 是一种候选药物,它可以阻止 Lin28 与其 RNA 底物结合并抑制 Lin28 活性。Ln268 抑制了 Lin28 介导的癌细胞增殖和球体生长。核磁共振波谱的结果证实,Ln268 扰乱了 Lin28 锌指结构域的构象,验证了 CADD 的合理药物设计。Ln268 的抑制作用依赖于癌细胞中 Lin28 蛋白的表达,突显了 Ln268 有限的脱靶效应。此外,Ln268 可与多种化疗药物协同抑制肿瘤细胞生长。总之,Ln268 是针对 Lin28 的有希望的候选药物,值得进一步研究用于癌症治疗。
引言基因组编辑工具为生物科学提供了巨大优势[1,2]。现已开发出各种技术,包括锌指内切酶 (ZFN)、转录激活物样效应核酸酶 (TALEN) 和成簇的规律间隔短回文重复序列/CRISPR 相关核酸酶 (CRISPR/Cas) 系统,以提供高效的基因编辑,从而治疗癌症以及传染性和遗传性疾病[3,4]。此外,基因组编辑工具为癌症的基础研究和诊断提供了新的机会,包括设计简单、操作快速、成本低和强大的可扩展性等广泛优势,CRISPR/Cas 是一种快速发展的编辑方法,适用于几乎所有基因组目标[5-7]。从历史上看,“CRISPR”一词由 Mojica 和 Ruud Jansen (2001) 提出[8];Ishino 等人首次在大肠杆菌中发现此类回文重复序列。 (1987)[ 9 ]。这些序列的功能直到 2005 年才明了。Mojica 等人(2005 年)首次指出 CRISPR 在细菌免疫系统中发挥重要作用 [ 10 ]。分子报告
CRISPR 技术简介:CRISPR、碱基编辑、主要编辑 基因编辑的目的是精确高效地将活细胞中的 DNA 序列转换成新的所需序列。可以使用多种内切酶切割 DNA,早期(并取得成功的)改造人类基因组的尝试使用了工程内切酶,例如转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) [ 7 ]、锌指核酸酶 (ZNF) [ 8 ],以及最近的成簇规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 与 CRISPR 相关蛋白 (Cas) 的结合。易于使用、成本效益高、能够进行多重基因组编辑,再加上 CRISPR/Cas 基因组编辑工具包的快速发展,引发了一场以 CRISPR/Cas 为中心的基因编辑革命,有望大大提高 T 细胞免疫疗法的疗效。CRISPR/Cas 核酸酶和衍生技术(如碱基编辑器和引物编辑器)极大地扩展了可能的基因组修饰范围,允许进行有针对性的基因插入、删除、碱基对转换或这些操作的组合 [ 9 ]。
2.1 IBC:机构生物安全委员会 2.2 PI:首席研究员 2.3 CRISPR:成簇的规律间隔短回文重复序列 2.4 TALENS:转录激活因子样效应核酸酶 2.5 ZFN:锌指核酸酶 2.6 NIH OBA:国立卫生研究院生物技术活动办公室 2.7 NIH 指南:NIH 重组和合成核酸分子研究指南 2.8 加强审查:根据 NIH 指南第 III-F 部分,协议提交可能不受 IBC 审查和监督,但如果 TU IBC 自行选择审查某些类型的研究,即使其目前属于豁免实验名单,也需要 TU IBC 加强“加强”审查。基因编辑技术(例如 CRISPR/Cas9)属于此类强化审查,必须提交 TU IBC 并获得批准后才能开始研究。可能导致强化审查增加的因素可能包括 NIH 指南中尚未涉及的新程序、设备或技术等。
crispr代表c的c luster r r e nterspaced s hort hort hort s to ailindromic r epeats,是细菌基因组的术语,该术语盛行,该术语代表用于精确执行细胞遗传质量变化的成分的编码。在发现CRI SPR之前,基因重新的方法已被缺乏精确和/或使用非常资源的方法。随着所谓的“基于核酸酶”的基因源技术的发展发生了变化。锌指(ZFN),1990年代后期(2)的转录活化剂样效应核酸酶(语音)和毛核酸酶。这些核心所见是将DNA链切开的酶,导致它们在遗传中的预定位置引起双弦骨折(两个DNA弦中的两个DNA串中的两个DNA弦)(图。1)。作为研究人员,我们可以利用前面提到的四个(ZFN,语音,巨核和CRISPR)分子基因剪刀在细胞中的DNA中“切割”一个特定位置。这些方法在此允许研究人员设计其基因剪刀以切成基因组的预定位置,从而可以有效,准确地改变,
碱基编辑技术能够在哺乳动物细胞的目标基因组位点引入点突变,其效率和精度高于采用 DNA 双链断裂的传统基因组编辑方法,例如锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和 CRISPR-Cas9(成簇的规律间隔的短回文重复序列-CRISPR 相关蛋白 9)系统。这可以更省时省资源地生成单核苷酸变异同源细胞系(即基因组序列仅在单个编辑核苷酸处彼此不同的细胞系)。这些单核苷酸变异克隆细胞系是评估遗传变异在天然细胞环境中的功能作用的有力工具。因此,碱基编辑可以在受控实验室环境中促进基因型到表型的研究,可用于基础研究和临床应用。在这里,我们提供优化的协议(包括实验设计、方法和分析)来设计碱基编辑构建体、转染粘附细胞、批量量化碱基编辑效率以及生成单核苷酸变体克隆细胞系。
基因组编辑技术,特别是基于锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和 CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复 DNA 序列)/Cas9 的技术,正在迅速进入临床试验。迄今为止,CRISPR 的大多数临床应用都集中在体外对细胞进行基因编辑,然后将其重新引入患者体内。体外编辑方法对许多疾病状态都非常有效,包括癌症和镰状细胞病,但理想情况下,基因组编辑也应用于需要体内细胞改造的疾病。但是,CRISPR 技术的体内使用可能会因脱靶编辑、低效或脱靶递送以及刺激适得其反的免疫反应等问题而受到阻碍。当前针对这些问题的研究可能为 CRISPR 在临床领域的应用提供新的机会。在这篇综述中,我们研究了 ZFN、TALEN 和基于 CRISPR 的基因组编辑的临床试验的现状和科学基础、CRISPR 在人类中使用已知的局限性,以及快速发展的 CRISPR 工程领域,这些为进一步转化为临床应用奠定基础。
基因组编辑的许多基本发明,包括巨核酸酶、锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和 CRISPR,都是首先在大学中制造并获得专利以鼓励商业开发。这导致了技术转让模式的多样性,但也带来了冲突。在大学专利的更广泛的历史和政策背景以及有关研究工具的特殊挑战的背景下,我们回顾了基因组编辑的专利财产以及用于将其商业化的多种技术转让模式,包括公共领域存储、开放获取合同、材料转让协议、非排他性和排他性许可、代理许可和聚合许可。这种多样性具有优势,它允许进行实验和竞争,我们将其描述为技术转让的联邦主义模式。基因组编辑的一个显着特点是第三方许可中介机构的兴起和成功。与此同时,基因组编辑技术的快速发展可能会削弱专利权和许可制度的重要性,并可能减轻过于宽泛的专利的影响,从而产生新的替代品来实现商业化。
摘要:过去二十年,基因组编辑工具取得了巨大进步,为先天性和后天性疾病的基因治疗提供了创新而有效的方法。锌指核酸酶 (ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 和 CRISPR-Cas9 已通过体外造血干细胞 (HSC) 基因治疗应用于遗传疾病(即血红蛋白病、范康尼贫血和遗传性免疫缺陷)以及传染病(即 HIV),而最近开发的基于 CRISPR-Cas9 的系统使用碱基编辑器和主要编辑器以及表观基因组编辑器为基因治疗提供了更安全的工具。然而,体外添加或编辑 HSC 基因的方法复杂、具有侵入性、技术难度大、成本高且有毒性。体内基因添加或编辑有望将基因治疗从一种高度复杂的策略转变为一种“用户友好型”方法,最终成为一种广泛可用、高度可及且可能负担得起的治疗方式。在本篇综述文章中,我们基于 30 多年来体外 HSC 基因治疗的经验教训,讨论了体内 HSC 基因编辑的概念、工具、取得的进展以及临床转化面临的挑战。