基于CRISPR/Cas系统的现场核酸检测技术

核酸检测技术在病原鉴定中发挥了至关重要的作用.传统核酸检测主要依赖聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术,但该技术难以满足便携式现场核酸检测需求.近年来发明的CRISPR/Cas生物传感技术可实现高灵敏度、高特异性、快速准确的现场核酸检测.本文重点探讨了CRISPR/Cas生物...     

CRISPR/Cas系统在植物抗病毒中的应用

近年来,CRISPR/Cas系统因其简易性和有效性不仅在植物基因组编辑中得到广泛应用,而且开始应用于植物抗病毒研究。本文介绍了CRISPR/Cas系统的研究进展,详述了CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas13a在抗植物病毒中的应用,以及靶向病毒基因组和靶向宿主植物基因组两种抗病毒基本策略;同时讨论了CRISPR/Cas12a和相关原核Ago系统在抗植物病毒上的潜在应用前景,并指出CRISPR/Cas在应用中存在的挑战。由于CRISPR/Cas系统在抗植物病毒研究中的优势,可能给植物抗病毒育种带来革命性变化。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在重要猪病毒病防控中的研究与应用

规律成簇的间隔短回文重复序列系统（clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR）是一种广泛存在于古细菌和细菌中,由RNA介导在Cas蛋白协助下发挥作用的获得性免疫系统,目前,已发现的CRISPR系统中以CRISPR/Cas9应用最为广泛,本文主要对CRISPR/Cas9系统的基本原理和研究进展进行概述,着重介绍其在重要猪病毒病防控中的应用,包括改造宿主和改造病毒两方面,该技术为研究病毒致病机制、新型疫苗研发以及抗病育种研究等提供了强有力的工具,对疫病的控制有着深远的影响。     

蛋白结晶技术在病毒学中的应用

病毒及其亚单位蛋白的三维结构 (3 D)解析是认识病毒蛋白功能的有力手段。对病毒结构的认识正经历着病毒粒子电镜结构、纳米水平的精细结构及病毒组成蛋白原子水平 3 D结构的变化。晶体的 X射线衍射技术可在原子水平上认识病毒蛋白的结构。这为从结构生物学的角度认识病毒复制、病毒粒子的装配、病毒的致病与免疫机理及抗病毒药物设计提供了技术平台     

核酸检测技术在水产动物病毒感染诊断中的应用

目前,应用于水产动物病毒感染诊断中的核酸检测技术主要包括核酸杂交、聚合酶链反应、聚舍酶链反应与分子杂交联用、聚合酶链反应与免疫学联用、限制性酶切技术、环介导的等温扩增、基因芯片及测序等技术。这些技术发展迅速,并在原有基础上根据实际的需求产生出很多相应的衍生技术。它们已被广泛应用在水产动物病毒感染诊断中并发挥着巨大的作用。核酸检测技术以其无法比拟的优点得到了快速的推广和应用,有着广阔的发展空间。     

CRISPR/Cas技术在动物疫病诊断中的应用

传统的动物疫病检测方法大多耗时长,操作复杂,对人员和仪器设备要求较高,不适用于基层动物疫病监测和初步筛查,因此开发灵敏度高、低成本、快速、便携,可实现现场诊断的病原检测新技术尤为重要。成簇规律间隔短回文重复序列及其相关蛋白（CRISPR/Cas）作为一种适应性免疫系统,因其简单、高效的基因编辑能力,已被广泛用于动物疫病、植物育种、人类医学等领域。近年来,CRISPR/Cas系统得到不断发展,已被开发为一种分子诊断工具,在动物疫病诊断领域显示出巨大潜力。本文简要介绍了CRISPR/Cas系统的基本结构、分类和作用机制,重点阐述了其在动物病毒病、细菌病及寄生虫病等诊断领域的应用研究进展,旨在为相关领域研究提供参考。     

CRISPR/Cas系统及其在结核分枝杆菌研究中的应用

簇状规则间隔的短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（Cas）系统是一种针对入侵核酸的可遗传性原核适应性免疫系统。CRISPR/Cas系统可以产生高度特异性的基因双链断裂,并通过非同源末端连接（NHEJ）或者同源重组（HR）进行修复,如今已经成为许多生物方便有效的基因组编辑工具。结核分枝杆菌因其基因操作的复杂性,其基因组研究存在诸多困难,因此,CRISPR/Cas系统的出现对结核分枝杆菌的研究具有里程碑式意义。本文围绕CRISPR/Cas系统在结核分枝杆菌中的应用,综述了国内外最新的研究进展,为结核分枝杆菌研究方法的选择提供参考。     

兽用DNA疫苗的研究进展及应用

本文主要介绍了DNA疫苗的特点、组成、免疫途径、免疫反应的机制、DNA疫苗的捕捉、细胞活素／共同刺激分子和兽用DNA疫苗的研究进展以及应用。     

CRISPR/Cas12a技术在动物疫病检测方面的应用

CRISPR/Cas系统是由簇状规则间隔的短回文重复序列(CRISPR)和CRISPR相关蛋白(Cas)组成的一种基因编辑技术,可以特异地切割和识别靶标核酸基因。该技术具有检测速度快、灵敏度高和特异性强的优势,因此被广泛应用于动物疫病检测领域。本文就CRISPR/Cas12a结合等温核酸扩增技术和可视化技术在动物疫病检测中的应用进行综述,并对其应用前景进行展望,以期为我国的养殖业和进境动物疫病的监测提供技术支撑。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在绵羊中的应用研究进展

随着基因编辑技术的迅速发展,研究者利用基因编辑技术在越来越多的领域中取得了许多突破性的进展。目前,众多的基因编辑工具中CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)系统应用最为广泛。CRISPR/Cas9及其衍生出的碱基编辑器(base editor, BE)和先导编辑器(prime editor, PE)系统使研究者可以在目标基因组中简单、高效地完成碱基的删除、插入和替换等修饰。CRISPR/Cas9相关基因编辑技术在生产具有特定遗传特征的动物方面有巨大的潜在价值。绵羊作为具有许多重要经济性状的家畜,是理想的基因工程研究大动物模型。CRISPR/Cas9相关基因编辑技术已经用于绵羊基因组工程研究,如生产具有优良特性的品种,利用乳腺生产疾病治疗药物,构建用于人类疾病和再生医学研究的动物模型。作者从CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理出发,着重阐述了利用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑的具体流程,并概述了CRISPR/Cas9系统...     

脱氧核酶在病毒学中的研究和应用

脱氧核酶(DNAzyme)是近年来利用体外分子进化技术筛选得到的一种具有RNA裂解活性的DNA分子,具有核酸酶活性、过氧化物酶活性、激酶活性等多种催化功能及高效性和高特异性,可能成为治疗肿瘤、病毒感染等新型的基因治疗工具.现就DNAzyme的筛选方法、特性和病毒学研究中的应用等方面做一综述.     

噬菌体展示技术及其在动物病毒学中的应用

文章介绍了噬菌体展示技术的基本原理,分别阐述了单链丝状噬菌体、λ噬菌体、T4噬菌体及T7噬菌体展示系统的特点和用途,综述了近年来该技术在动物病毒学中的应用并对其发展前景进行了展望。     

CRISPR/Cas9技术在猪、鸡中的应用研究进展

基因编辑是利用核酸酶在基因组的特定位点产生DNA双链断裂,从而触发细胞自身的DNA损伤修复机制,实现对靶基因序列进行位点特异性修饰。规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspersed short palindromic repeat,CRISPR）及其相关蛋白9（Cas9）系统作为第3代基因编辑技术在农业和基因治疗研究中发挥着重要作用,与传统的锌指核酶和转录激活因子样效应物核酶基因编辑方法相比,它可以靶向基因的任何位点引起DNA双链断裂,实现目标基因的精准敲除或插入外源片段,并能快速、高效地修饰基因组,包括基因敲除、敲入、抑制、激活等,是应用最广泛的基因编辑工具。CRISPR/Cas9技术的出现彻底改变了生命科学、医学和遗传学研究现状。近年来,利用CRISPR/Cas9技术对动物基因组进行修饰,开启了畜禽分子育种的新纪元,不仅极大地推动了现代畜禽养殖技术的发展,而且为人类医学研究做出了特殊贡献,特别是在猪和鸡上。作者以猪和鸡为对象,综述了CRISPR/Cas9技术在异体器官移植供体、人类疾病的生物模型、抗病育种材料、全基因组高通量筛选等方面的研究进展,以及如何利用CRISPR技术快速又简单地生产出基因编辑猪、鸡,为推动CRISPR技术制备其他基因编辑动物提供参考依据。     

CRISPR/dCas9技术在基因表达调控中的研究进展

CRISPR/dCas9是在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上改造升级建立起的一种用于调控基因组转录与表观遗传修饰的系统,它不仅继承了CRISPR/Cas9系统的精准性,同时还展现出了良好的作用效果。在该系统中dCas9蛋白保留了Cas9蛋白结合DNA的能力而切割功能不复存在。将dCas9蛋白与不同的激活、抑制效应子域和表观遗传调控酶偶联,可以对基因表达与表观遗传修饰进行精确调控。组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、DNA甲基化等表观遗传修饰过程是基因表达的基础,对整个生命过程作出了巨大的贡献,同时表观遗传与多种疾病和癌症都存在因果关系,因此以CRISPR/dCas9系统为框架的不同表观遗传修饰系统在人类疾病治疗和癌症研究领域具有重要的研究价值。笔者简要介绍了CRISPR/Cas9系统的发现过程以及作用原理,主要总结了以CRISPR/dCas9系统为框架的不同调控系统在基因表达调控和表观遗传调控中的应用以及优化过程,以期为从事相关领域的科研工作者提供一些参考。     

CRISPR/Cas9技术在动物非编码RNA功能研究中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种广泛存在于细菌和古菌中的免疫机制。近年来,已发展为一种快捷高效的基因编辑工具,用于研究编码或非编码RNA的功能。非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA,其可通过多种调控途径在动物的生长发育、疾病免疫等生理或病理过程中发挥重要的生物学功能。CRISPR/Cas9技术可以靶向核酸序列稳定敲除基因,得到敲除小鼠或细胞系,虽然其在非编码RNA功能研究中的使用干扰了邻近基因或宿主基因表达,但该技术的出现为非编码RNA功能机制的探索提供了不同的途径。本文通过简要概述CRISPR/Cas系统的发展和作用原理,并重点介绍CRISPR/Cas9技术在动物miRNA、lncRNA及circRNA功能研究中的应用,以期为相关研究提供参考。     

CRISPR/Cas9系统在家禽中应用研究进展

CRISPR/Cas系统是一种在细菌和古细菌中发现的获得性免疫系统,由规律成簇间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）和CRISPR相关蛋白（CRISPR-associated proteins,Cas）组成。在此基础上改造获得的CRISPR/Cas9基因定点编辑技术可通过设计小的单链引导RNA（single guide RNA,sgRNA）对目标基因进行定向编辑。家禽作为农业经济动物,能够快速高效地生产蛋和肉产品,是世界范围内重要的蛋白质来源,也是极具价值的脊椎动物发育生物学模型。但是受限于卵生动物特点,家禽的受精卵与蛋黄表面紧密结合,未受精的卵子非常难取出,对家禽单细胞阶段受精卵进行靶向遗传修饰的可行性较低,因而家禽功能基因及转基因研究进展较为缓慢。CRISPR/Cas9基因定点编辑技术相较于其他基因编辑系统操作简单,靶向效率高,极大地推动了家禽功能基因的研究进展,是目前筛选和验证家禽功能基因的最有效的工具之一。文章综述了近年来CRISPR/Cas9在家禽细胞、生长发育和性腺分化、家禽疾病、家禽胚胎编辑和转基因家禽制备上的研究进展,以期为CRISPR/Cas9在家禽上的深入研究和应用提供参考。     

CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究进展

利用传统方法在畜禽特定基因座上进行基因组修饰时,只能通过在体细胞中进行同源重组再经细胞核移植实现。传统同源重组方法的困难性和低效性阻碍了基因修饰在畜禽遗传育种中的广泛应用。近年来,位点特异性核酸内切酶的发现为靶向基因修饰提供了一条更直接的途径,主要由于这些酶能直接在DNA序列上进行一步式的基因编辑。成簇规律间隔短回文重复序列/Cas关联蛋白9(clustered regularly interspersed short palindromic repeat/CRISPR associated protein 9,CRISPR/Cas9)是一种RNA导向的DNA内切酶,精准定位于特定的靶位点,高效完成RNA导向的DNA识别及编辑。CRISPR/Cas9技术作为精准而强大的第3代基因组编辑工具,已经成功应用于猪、牛、山羊、绵羊和鸡上,这些CRISPR/Cas9基因编辑畜禽可作为研究人或畜禽生理和病理的生物模型、生产功能性蛋白质的生物反应器或器官移植的供体。特别是在畜禽生产方面,CRISPR/Cas9基因编辑可用于改善生产遗传特性及畜产品质量,提高畜禽对疾病的抵抗力。作者对当前畜禽中特定位点基因组修饰的CRISPR/Cas9技术的原理及基因组编辑在畜禽育种中应用的最新进展进行了综述,以期为推进CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究提供参考。     

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。