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题名活细胞记录器在细胞谱系追踪中的应用和前景
被引量：1
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作者
姜百翼
钱珑
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机构
北京大学定量生物学中心
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出处
《合成生物学》
北大核心
2025年第3期651-668,共18页
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基金
国家重点研发计划(2020YFA0906900)。
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文摘
基于DNA的活细胞分子记录器技术,通过诱导可遗传的DNA变异,为细胞历史的追溯提供了一种创新手段。作为新一代细胞谱系追踪方法的代表,该技术能够与单细胞测序、多组学测序等技术相集成,帮助科研人员重构细胞发育分化路径及肿瘤起源的谱系发生树,是探究这些核心生物学议题的有效平台。本综述系统性回顾了自2016年以来基于Cas9的分子记录器在谱系追踪领域的技术演变轨迹与应用进展,同时综合分析了一些新型分子记录器的研究动态,并对其优势与局限性进行了评估。自2016年以来,以CRISPR-Cas9系统为核心的分子记录器取得了显著进展,并逐渐成为该领域的主流技术,研究人员在优化编辑效率和增加记录位点等方面进行了充分的探索。尽管如此,以Cas9为基础的分子记录器仍面临CRISPR-Cas9系统固有的限制与挑战,例如DNA双链断裂带来碱基缺失,进而引起记录信息丢失。这促使研究者们探索开发新型分子记录器,以期作为谱系追踪的更高效精准的工具。先导编辑器、DNA结合蛋白融合碱基编辑器以及T7转录聚合酶融合碱基编辑器等基于新原理的分子记录器能够避免DNA双链断裂,以碱基替换而非碱基缺失的形式写入信息。相较于Cas9系统,它们展现出独特优势,同时也伴随着潜在的风险与挑战。先导编辑器可以以时间顺序的方式记录信息,但脱靶效应仍然是一个问题。DNA结合蛋白融合碱基编辑器提高了编辑效率和特异性,但它们在不同细胞类型中的有效性需要进一步探索。T7RNA聚合酶融合碱基编辑器已经在体内定向进化系统中取得了成功,但它们目前在哺乳动物系统中的应用仍然有限。未来,基于DNA的分子记录器的研究应着重于优化编辑效率、降低信息丢失率、提高谱系恢复效率,并探索其在复杂生物系统中的应用潜力。
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关键词
分子记录器
细胞谱系追踪
CRISPR相关蛋白
基因突变
碱基编辑
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Keywords
molecular recorders
cell lineage tracing
CRISPR-related protein
gene mutation
base editing
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分类号
Q816
[生物学—生物工程]
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题名高分子可逆热记录材料及其应用
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作者
张公正
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机构
北京理工大学化工与材料学院
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出处
《化工新型材料》
CAS
CSCD
北大核心
1995年第4期36-37,共2页
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文摘
高分子可逆热记录材料及其应用张公正（北京理工大学化工与材料学院）高分子记录材料，如光聚合物、有机光导体等在照相、复印、印刷、电子工业等领域得到广泛应用。随着材料科学技术的发展，不断出现许多新型记录材料，以满足不同用途的需要，高分子可逆热记录材料就是其...
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关键词
高分子记录材料
热记录材料
感光材料
增感染料
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分类号
TQ618.97
[化学工程—精细化工]
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题名基因组编辑技术及其在合成生物学中的应用
被引量：2
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作者
曹中正
张心怡
徐艺源
周卓
魏文胜
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机构
北大-清华生命科学联合中心
北京大学前沿交叉学科研究院
北京大学生命科学学院
北京大学生物医学前沿创新中心
北京未来基因诊断高精尖创新中心
北京大学基因组编辑研究中心
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出处
《合成生物学》
2020年第4期413-426,共14页
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基金
国家自然科学基金重点项目(31930016)。
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文摘
基因组编辑技术是一种能够定向修改基因组的强有力工具。近年来,CRISPR/Cas9系统因其易于构建、编辑效率高等优点逐渐成为应用最为广泛的基因组编辑工具。合成生物学作为一门整合了工程学思维以及生物学原理的新生交叉学科,在生物学、医学、化学、农业、能源和环境等领域发挥着重要的作用。合成生物学对于DNA等遗传物质的合成、组装和编辑等操作有着巨大的需求,因此基因组编辑技术在合成生物学中有着广泛的应用。本文综述了以ZFN和TALEN为代表的早期基因组编辑技术,以及新型CRISPR/Cas9基因组编辑技术的原理、发展、作用机制、系统优化、衍生技术以及应用。同时也介绍了基因组编辑技术在基因表达调控、微生物基因编辑和分子记录等合成生物学领域的应用,并展望了基因组编辑技术的前景以及在合成生物学领域的发展趋势。
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关键词
基因组编辑
CRISPR/Cas9
合成生物学
基因表达调控
微生物基因编辑
分子记录
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Keywords
genome editing
CRISPR/Cas9
synthetic biology
gene expression regulation
gene editing
molecular recording
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分类号
Q78
[生物学—分子生物学]
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