CRISPR/Cas9基因编辑技术的研究进展

随着科学的进步,基因编辑技术得到不断发展,从同源重组与第一代人工核酸内切酶(ZFN)到第二代内切酶转录激活因子样效应蛋白核酸酶(TALEN),再到如今出现的CRISPR/Cas9技术,基因编辑工具得到进一步的发展,降低了成本,简化了操作步骤,提高了作用效率。该文简述了基因编辑技术的发展进程以及最新编辑技术CRISPR/Cas9的应用情况、问题和前景。     

基于CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展

CRISPR/Cas9是最近发现的一种新型的基因组定点编辑技术。该系统为细菌与古细菌中抵御外源病毒和质粒DNA入侵的获得性免疫机制系统,与TALEN和ZFN技术设计相比更加简单、更容易操作,目前,该技术已成功应用于人类细胞、细菌、斑马鱼、猪、小鼠、食蟹猴以及多种植物的基因组精确修饰,是最具有临床与应用前景的基因治疗技术之一。     

基于CRISPR/Cas9技术快速构建PRV gE基因缺失病毒

为快速、高效构建伪狂犬病病毒(pseudorabies virus,PRV)糖蛋白E基因(gE)缺失病毒,基于CRISPR/Cas9基因编辑技术,首先将pSpCas9(BB)-2A-GFP荧光质粒转染至VERO细胞和PK-15细胞,选出转染效率较高的细胞系,同时于http://crispr.mit.edu/网站设计并合成3个高评分的小导向RNA(small guide RNA,sgRNA),通过噬斑形成试验,筛选出高效sgRNA。其次将筛选出的针对PRV gE基因的sgRNA转染于PK-15细胞,然后接种PRV-1病毒,经过5轮噬斑克隆纯化获得PRV-1-ΔgE。结果显示:VERO细胞比PK-15细胞具有更好的转染效果;gE-sgRNA1和gE-sgRNA2可作为针对gE基因的高效sgRNA;获得了1株PRV gE基因缺失291 bp的病毒,将其命名为PRV-1-ΔgE。研究表明,CRISPR/Cas9基因编辑技术可作为一种高效编辑PRV-1缺失病毒基因的方法,同时也为后续快速应对PRV变异株研究提供了新思路。     

CRISPR/Cas9基因敲除研究进展

功能基因组学的发展促进基因敲除技术的进步,基因敲除技术从载体的构建到细胞筛选再到动物模型都取得长足进步。基因敲除手段种类繁多,其中CRISPR/Cas9作为常用的基因编辑技术,具有高效、便捷、精确等优点,在农业、医学、生物学的模型构建中被广泛运用。随着科研工作的逐渐深入,CRISPR/Cas9技术逐渐渗透到植物和微生物研究领域中。文章综述近年来CRISPR/Cas9的应用,为科研工作的开展提供参考。     

利用CRISPR/Cas9技术构建PRVGD株gI和gE缺失毒株及其生物学特性研究

本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对本实验室分离得到的PRV GD株的gI和gE基因进行基因敲除,经蚀斑纯化结合PCR鉴定的方法获得gI和gE基因缺失毒株,命名为PRV GD-delgI/gE。试验测定了该基因缺失病毒在PK-15细胞中培养的一步生长曲线及其对小鼠的致病力。试验结果表明,与亲本毒株PRV GD株相比,PRV GD-delgI/gE在PK-15细胞中的繁殖能力有轻微降低,对小鼠的毒力明显降低,且该基因缺失病毒遗传稳定,可作为新型PRV疫苗的候选毒株,并为针对变异毒株的控制和新型疫苗的研制奠定了一定的基础。     

CRISPR/Cas9技术在鸡遗传育种中的研究进展

近年来基因编辑技术发展迅速,规律成簇的间隔短回文重复序列及相关蛋白9(Clustered regularly interspaces short palindromic repeats and CRISPR-associated protein 9,CRISPR/Cas9)作为一种效率高、成本低和操作简单的新型基因编辑技术脱颖而出,不论是在动植物还是在微生物方面都被广泛应用。作为重要的家禽,鸡的生殖结构特点限制其在遗传育种中的研究。CRISPR/Cas9技术以操作精准、便利的优势扭转了传统基因编辑技术在鸡遗传育种研究中难以应用的局面。文章就CRISPR/Cas9技术的发展和作用机制及其在鸡生长发育、性腺分化、疾病防控、胚胎编辑、转基因鸡制备等方面的最新研究进展进行了综述,同时也对CRISPR/Cas9技术的脱靶及改良应用进行了简要论述,为CRISPR/Cas9技术在鸡标准化、规模化养殖过程中的实际运用提供参考。     

CRISPR/Cas9技术及其在猪基因编辑中的应用

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated protein 9)是一种新型基因编辑系统,是由细菌和古细菌对抗入侵病毒及外源DNA的适应性免疫防御系统演变而来的。该系统具有简易、精准、经济和高效的优点,目前已广泛应用于基因编辑及其相关研究中。本文总结了近几年CRISPR/Cas9技术在猪基因组编辑中的研究进展,并展望了其应用前景。     

CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术及应用研究进展

成簇的规律间隔的短回文重复序列及其相关蛋白系统(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR/CRISPR-associated nuclease system,CRISPR/Cas)是广泛存在于细菌和古细菌的适应性免疫系统,其中由Ⅱ型CRISPR/Cas系统改造而来的第三代基因组编辑技术——CRISPR/Cas9系统已广泛应用于生命科学研究的多个领域。本文主要从CRISPR/Cas9系统的发现、作用原理、应用进展及与其他新兴的基因组编辑技术的对比等四个方面进行阐述,重点介绍其最新研究进展,并展望了CRISPR/Cas9系统的应用前景。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术原理及其在牧草中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种新型RNA靶向的基因编辑系统。在近几年的研究中, CRISPR/Cas9基因编辑技术的发展十分迅猛, 因其具有经济、高效、简便的特点而广泛应用于育种、医疗、工业等领域。介绍了2种新型基因编辑技术, 阐述了CRISPR/Cas9的结构、功能以及CRISPR/Cas9基因编辑技术原理, 综述了该技术在牧草中的应用研究进展, 以期为利用CRISPR/Cas9系统研究牧草基因功能及改良牧草性状提供思路。     

基于CRISPR/Cas9技术构建稳定敲除TRIF基因的RAW264.7细胞株及对IFN-β的影响

利用CRISPR/Cas9技术构建稳定敲除TRIF基因的RAW264.7细胞株。首先,制备Cas9表达慢病毒,感染RAW264.7细胞,通过Puromycin抗性进行初步筛选,PCR法进行鉴定。其次,设计3条特异性识别TRIF基因的sgRNA(sgTi1、sgTi2、sgTi3),将其转入稳定表达Cas9蛋白的RAW264.7细胞株,荧光显微镜观察转入效果,PCR和Western blot法验证基因敲除情况。最后,挑选基因敲除效果最佳细胞株,经TRIF激活剂诱导后,提取细胞总RNA,荧光定量PCR检测IFN-β表达水平。结果显示:感染后的RAW264.7-Cas9细胞Cas9基因扩增产物升高,说明成功获得稳定表达Cas9基因的RAW264.7细胞。含目的基因的慢病毒感染RAW264.7-Cas9细胞后,荧光显微镜下可明显观察到目的基因已成功导入;PCR结果显示,与对照组比较,分别导入sgTi1、sgTi2、sgTi3的3组RAW264.7细胞TRIF表达均受到抑制,Western blot进一步验证3组RAW264.7细胞TRIF蛋白表达均下降且sgTi1组下降最显著,说明TRIF基因敲除成功。经TRIF激活剂诱导,与RAW264.7-Cas9-NC细胞比较,敲除TRIF基因后RAW264.7细胞IFN-βmRNA水平受到明显抑制。结果表明:利用CRISPR/Cas9技术成功构建了稳定敲除TRIF基因的RAW264.7细胞株。     

利用CRISPR/Cas9系统构建Prdx6基因敲除的RAW264.7细胞系

利用CRISPR/Cas9系统构建敲除Prdx6基因的RAW264.7小鼠巨噬细胞系,为探讨Prdx6与布鲁菌感染及胞内寄生的关系构建细胞模型。针对Prdx6基因的第1外显子设计sgRNA,构建重组表达载体Prdx6-pX459-sgRNA,将重组质粒转染RAW264.7细胞,嘌呤霉素初步筛选。单细胞接种并扩繁,提取基因组DNA,PCR及测序鉴定。结果表明,在敲除细胞株基因组中存在碱基缺失,导致移码突变。说明成功获得敲除Prdx6基因的RAW264.7细胞系。     

CRISPR/Cas系统作用机制及其在寄生虫学研究中的应用

CRISPR/Cas系统是一种存在于细菌和古细菌的免疫系统,该系统包括能靶向入侵宿主的病毒或外源DNA核酸片段的RNA和切割该片段的Cas9核酸酶。与其他基因编辑技术相比,该系统更易操作,效率更高,成本更低,被广泛应用于各种基因工程领域。作者综述了CRISPR/Cas系统的作用机制及其在寄生虫方面的应用。     

Mechanism of CRISPR/Cas System and Its Application in Parasitology

CRISPR/Cas system is an immune system present in bacteria and archaea that includes the RNA which has the ability to target viruses invading the host or exogenous DNA fragment of the nucleic acid and the Cas9 nuclease cutting the fragment. In view that the system is easier to operate, more efficient, lower cost, has been widely used in various fields of genetic engineering. Here, we demonstrated the mechanism of CRISPR/Cas systems and summarized the application in respect of the parasite.     

无PAM限制的CRISPR/Cas9系统构建及效率验证

CRISPR/Cas9系统在进行靶向基因敲除、转录激活以及抑制时,需要通过识别Cas9靶位点上的一个原间隔子相邻基序(PAM)序列进行特异性靶向基因编辑.现阶段,被广泛认可的化脓性链球菌SpCas9仅识别比较短的PAM为NGG(N为任意碱基,G为鸟嘌呤).本实验在野生型SpCas9、PAM为NG的xCas9和SpCas...     

鸡Apob基因组织表达与CRISPR/Cas9敲除系统的构建

旨在探究Apob基因在鸡肝脂质代谢过程中的功能.本研究对鸡Apob蛋白进行理化性质分析;利用RT-qPCR检测Apob基因在4周龄黄羽肉鸡组织中的表达情况,每组设置3个重复,进行3次平行试验.根据鸡Apob蛋白关键结构域,在Apob基因外显子设计3对sgRNA,构建Cas/gRNA载体;将重组质粒转染DF-1细胞后,利...     

CRISPR/Cas9系统在猪基因编辑中的研究进展

随着基因编辑技术不断发展,从最初的同源重组到现在的CRISPR系统,基因编辑的操作步骤得到简化,编辑效率得到提高且降低了成本。CRISPR/Cas9系统可在RNA的引导下对特定DNA位点进行靶向编辑,CRISPR/Cas9技术操作简单、定位准确,近年来被广泛使用。本文主要介绍CRISPR/Cas9系统,并对该系统在猪遗传改良、抗病育种、构建人类疾病模型及异种器官移植4个方面的应用研究进行综述。     

家禽疱疹病毒CRISPR/Cas9基因编辑最新研究进展

基于CRISPR/Cas9系统的基因编辑是最新一代的基因组编辑技术,在向导RNA （gRNA）的介导下几乎可以靶向编辑任何一种基因,实现基因组的定点突变、敲除或插入。近年来将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于大基因组DNA病毒的研究,尤其是用于疱疹病毒的基因编辑已成为病毒学研究领域的最新国际热点。自2016年首次报道利用CRISPR/Cas9系统改造家禽疱疹病毒如马立克病病毒（MDV）基因组以来,短短5年时间已全面应用于家禽疱疹病毒的蛋白编码基因和非编码RNA基因的编辑、基因缺失疫苗和重组疫苗研发、抗病毒治疗以及抗病育种等领域。本文详细综述了当前CRISPR/Cas9基因编辑技术在家禽疱疹病毒中的应用进展和最新成果,并对其面临的问题和前景进行了展望,以期为后续研究提供重要参考。