CRISPR-Cas9基因编辑技术在特种药材中的研究与应用

CRISPR-Cas9基因编辑技术是继锌指核酸酶（ZFNs）和TALEN核酸酶（TALENs）之后、可高效定点编辑的第三代基因编辑技术,是目前基因功能研究和遗传疾病治疗等生命科学领域最前沿的基因编辑技术,在植物现代生物技术中占据着很重要的地位,特别是在作物遗传改良方面。作为作物遗传改良育种的有效技术手段,CRISPR-Cas9基因编辑技术为创制特种药材新种质资源特别是专用型品种资源带来了新契机,对于特种药材种质创新具有极其重要的作用。本文对CRISPR-Cas9基因编辑技术在特种药材中的研究与应用进行了综述,以期为特种药材的基因功能研究以及种质创新工作提供良好的研究基础与理论依据。     

比久和多效唑混合物的高效液相色谱分析

在吸光度为210nm、流动相配比为甲醇：乙腈：水＝40：20：40的条件下，多效唑和比久均能得到很好的分离。比久的保留时间约为3．19min，多效唑的保留时间约为11．83min。加标回收率：比久为108．69％，多效唑为90．39％。     

大肠癌中HSP27、p14^ARF和caspase-3蛋白的表达及意义

目的：探讨HSP27、p14^ARF和caspase-3蛋白在大肠癌中的表达及其与大肠癌I临床病理特征的关系。方法：利用sP法检测大肠癌48例和大肠腺瘤10例以及正常大肠黏膜组织15例中HSP27、p14^ARF和caspase-3蛋白的表达。结果：大肠癌组织中HSP27、p14^ARF和caspase-3蛋白阳性表达率分别为79．2％、58．4％和66．7％,大肠腺瘤组织中分别为40．0％、70．0％和100．0％,正常大肠黏膜组织中分别为33．3％、80．0％和93．3％。p14^ARF和caspase-3蛋白的表达在高、中分化癌组的表达率分别为64．1％、74．4％,明显高于低分化组22．2％、33．3％（Pd0．05）。结论：HSP27、p14^ARF和caspase-3与大肠癌的发生有关,可作为大肠癌临床评价肿瘤生物学行为的指标。     

A new 9-nor-atractylodin from Atractylodes lancea and the antibacterial activity of the atractylodin derivatives

A new compound, namely, 9-nor-atractylodin (1) and one known atractylodin (2) were isolated from the rhizomes of Atractylodes lancea. The structural modifications of atractylodin were carried out and a series of atractylodin derivatives (3-10) were obtained. The antibacterial activities of 1-10 were examined against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis and Candida albicans. Compounds 4 and 8, which contained the α, β-unsaturated carbonyl fragment, were found to be active against E. coli and S. aureus.     

一个CRISPR/Cas9-VQR基因编辑系统的构建

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于细菌、酵母、动物和植物中的基因组定点编辑技术,但该编辑系统的使用范围受PAM (proto-spacer-motif)位点NGG的限制。本研究通过突变Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9)编码氨基酸(1135位的天冬氨酸D突变成缬氨酸V, 1335位的精氨酸R突变为谷胱氨酸Q, 1337位的苏氨酸T突变为精氨酸R,命名该突变子为Cas9-VQR)改造其识别PAM为NGA的位点以扩大其使用范围。并使用玉米Ubi启动子启动Cas9-VQR基因、优化SpCas9的密码子、加入保守的核定位信号序列、增加单子叶植物中保守的3′UTR序列和使用水稻U6启动子启动gRNA来修饰该编辑系统。结果表明Cas9-VQR系统能够识别PAM为NGA的位点,并进行有效的切割。体外酶切活性检测结果表明Cas9-VQR的切割效率为5%～70%。水稻转化检测结果表明Cas9-VQR的切割效率约为27.5%～70.5%,平均切割效率为46.23%。本研究拓宽了CRISPR/Cas9系统在作物中的使用范围,特别是NGA PAM位点较高的作物。     

All-trans retinoic acid attenuates blood-brain barrier injury induced by cerebral ischemia-reperfusion in rats through JNK/P38 MAPK signaling pathway

AIM: To investigate the effect of all-trans retinoic acid (ATRA) on blood-brain barrier after cerebral ischemia-reperfusion (CIR) injury in rats and its possible role mechanism.METHODS: Male SD rats were randomly divided into sham group, model (CIR) group and CIR+ATRA (10, 30 and 90 mg/kg) groups. The rat model of CIR injury was established by MCAO thread occlusion method. After ischemia for 1.5 h and reperfusion for 24 h, the neurological functional behavioral score, cerebral infarction volume, brain water content and Evans blue content were determined. The activity of matrix metalloprotein-9 (MMP-9) was measured by gelatin zymography. The protein levels of claudin-5, occludin, ZO-1, JNK, p-JNK, P38, p-P38 and MMP-9 in the brain tissues were determined by Western blot.RESULTS: Compared with CIR model group, ATRA at 30 mg/kg significantly improved neurological function, and decreased cerebral infarction volume, brain water content, Evans blue content and the degradation of tight junction proteins in ischemic area (P<0.01). The activity and protein expression of MMP-9 in ischemic brain tissue were decreased (P<0.01). The phosphorylation of JNK and P38 was inhibited and the protein levels of p-JNK and p-P38 were decreased (P<0.01).CONCLUSION: ATRA reduces the damage of brain tissue and the destruction of blood-brain barrier induced by CIR in rats. The protective effect may be related to inhibiting the activation of JNK/P38 MAPK signaling pathway and MMP-9.     

利用CRISPR/Cas9敲除葡萄VviPDS1基因的研究

选择葡萄八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase)基因VviPDS1为靶标,利用CRISPR/Cas9系统构建基因敲除载体,瞬时转化葡萄叶片原生质体,检测到不同类型的突变。通过农杆菌介导转化‘无核白’葡萄胚性愈伤组织,筛选获得卡那霉素抗性植株71株。经PCR鉴定,其中53株为阳性植株,阳性率为74.64%。测序结果表明,共有20株在靶点发生不同类型的突变,编辑效率为37.74%;其中9株产生了双等位基因突变。对其进行氨基酸序列预测,在第202位氨基酸之后发生了不同程度的变异。利用CRISPR/Cas9系统敲除VviPDS1获得的突变体植株呈现整体矮化,其叶片出现不同程度白化。表明CRISPR/Cas9系统可以通过细胞中的瞬时或稳定表达进行基因编辑,可以实现在葡萄编辑植株中产生纯合敲除。     

利用CRISPR/Ca9技术靶向编辑芥蓝BoaZDS

以芥蓝(Brassicaoleraceavar.alboglabra)为材料,以ζ–胡萝卜素脱氢酶(ζ-Carotene desaturase,ZDS)基因为目标基因,建立其CRISPR/Cas9基因组编辑体系。在BoaZDS的编码区近5′端选择靶位点,构建了CRISPR/Cas9表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化方法获得了19个芥蓝转基因阳性植株,Sanger测序分析发现其中13株成功突变,CRISPR/Cas9载体在芥蓝上的突变效率为68.42%,且所有突变植株均表现出明显的白化表型。     

通过优化gRNA设计提高CRISPR/Cas9系统中基因编辑效率的方法

CRISPR/Cas9系统是一种广泛应用于动物、植物、真菌、细菌的新一代基因定点编辑技术,如何提高g RNA的编辑效率是该技术的关键点也是许多研究者关注的焦点。本研究利用CRISPR/Cas9技术对番茄miR167a前体序列进行基因编辑,根据番茄miR167a前体序列在线设计候选g RNA,同时结合体外编辑检测的方法筛选出能够在体外成功编辑的g RNA-G1,把其连接到含有荧光标记的pP1C.1C表达载体,转化番茄子叶,产生愈伤组织数116个,得到5个含有表达载体的材料,经测序发现,其中3个材料发生了编辑。结果表明,通过体外检测和在线软件设计相结合的方法来快速检测g RNA的编辑效率,能筛选出最优的g RNA用于载体的构建,与未采用体外编辑检测来设计g RNA的方法相比,显著提高了CRISPR/Cas9的编辑效率。本研究通过优化g RNA,创新了一种高效利用CRISPR/Cas9进行基因编辑的方法。