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基于CRISPR/Cas9技术创制高维生素C番茄材料
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作者 安煊森 王雁伟 +2 位作者 田文超 任亚娟 艾鹏飞 《中国生物化学与分子生物学报》 北大核心 2025年第3期460-469,共10页
组成型光形态建成9信号复合体的5B亚基(subunit 5B of constitutively photomorphogenic 9 signalosome,CSN5B)是植物中L-半乳糖途径合成维生素C的抑制因子。为了获得高维生素C番茄突变体,本文构建双靶点载体pKSE402-SlCSN5B并对番茄育... 组成型光形态建成9信号复合体的5B亚基(subunit 5B of constitutively photomorphogenic 9 signalosome,CSN5B)是植物中L-半乳糖途径合成维生素C的抑制因子。为了获得高维生素C番茄突变体,本文构建双靶点载体pKSE402-SlCSN5B并对番茄育种亲本“1912”进行了遗传转化。通过分子生物学鉴定和DNA序列分析,17株转基因阳性植株中6株发生编辑,编辑效率为35.3%;其中csn5b-6和csn5b-8为纯合突变体,分别缺失了180 bp和3 bp。对这2种缺失纯合体T 1代中无外源T-DNA插入的株系分别进行生物学观测,在植株和果实的表型上无明显差异;在果实红熟期,对其进行生理指标测定,csn5b-6的T 1代株系在GMPase活力、维生素C和过氧化氢含量变化显著,分别比野生型提高43%、37.8%和降低25.9%,而可溶性固形物含量无明显差异;csn5b-8的T 1代株系与野生型一致。采用基因表达分析和蛋白质结构预测发现,csn5b-6-11中SlCSN5B基因表达量正常,但其编码的蛋白质由于较大的肽段丢失引起结构的改变,从而影响其功能,这可能是引起维生素C含量提高的原因。以上结果表明,利用CRISPR/Cas9技术编辑SlCSN5B基因可以提高番茄果实中维生素C的含量,为后续培育优质番茄新品种提供材料。 展开更多
关键词 crispr/cas9 番茄 SlCSN5B 维生素C
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CRISPR/Cas系统中工程化gRNA技术的研究和应用 被引量:1
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作者 谈鎏 叶邦策 尹斌成 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1078-1092,共15页
CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具。其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现... CRISPR/Cas是原核生物在进化过程中获得的一种免疫防御系统,用于抵抗外来遗传物质的入侵,近年来被开发成为高效的基因编辑、基因调控以及分子诊断工具。其可编程靶向机制揭开了利用该系统进行基因组操作的序幕,并允许在活性范围内实现动态调节和控制基因表达。作为现有基因修饰手段中灵活性最强和成本最低的技术之一,已被广泛应用于临床疾病治疗、工农业生产、可持续染料开发和化学品加工等领域。随着对CRISPR/Cas系统的不断深入挖掘和探索,大量研究报道了gRNA工程改造及优化方法,包括改变间隔序列长度、调节恒定区和可变区的结构、向末端或中间延伸添加额外功能序列及化学合成修饰等,以期降低脱靶突变率,提高作用效率,充分激发CRISPR基因操纵工具在生物医学方面的潜力。基于此,本综述将介绍CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12系统中gRNA工程化设计方法及应用研究的最新进展,分析探讨了当前工程化gRNA技术面临的机遇和挑战,旨在为获得性能更加优异的gRNA提供思路和方向,从而提高利用CRISPR/Cas系统探测人类细胞基因组的能力,进一步为可编程生物学带来更多可能性。 展开更多
关键词 crispr/cas系统 gRNA工程化 基因编辑 特异性
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乳酸菌CRISPR-Cas系统研究进展 被引量:4
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作者 李婉 边鑫 +2 位作者 王娜娜 李柏良 霍贵成 《中国乳品工业》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期22-25,35,共5页
对乳酸菌CRISPR-Cas系统(即:成簇的、规律间隔的短回文重复序列及相关Cas蛋白系统)抗噬菌体机制以及噬菌体进化出的相应免疫逃逸机制进行综述,旨为进一步研究噬菌体抗性乳酸菌发酵剂奠定基础。
关键词 乳酸菌 crispr-cas系统 噬菌体
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CRISPR/Cas9系统在疾病模型和基因治疗中的应用 被引量:4
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作者 沈阳坤 郑志泉 蔡少丽 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期786-794,共9页
基因编辑技术的出现成功地改变了实验材料的基因序列,这为研究疾病的分子机理提供了极大的便利.然而,传统的基因编辑技术由于缺乏精确定位、随机性插入引起位置效应等原因而制约了其发展.随着规律成簇间隔短回文重复CRISPR(clustered re... 基因编辑技术的出现成功地改变了实验材料的基因序列,这为研究疾病的分子机理提供了极大的便利.然而,传统的基因编辑技术由于缺乏精确定位、随机性插入引起位置效应等原因而制约了其发展.随着规律成簇间隔短回文重复CRISPR(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat)/CRISPR相关核酸酶Cas(CRISPR-associated nuclease)系统的出现,简便高效的基因编辑技术在疾病模型的构建,损伤基因的修复和功能性基因的研究中已得到广泛应用,产生了十分重要的影响.本文就CRISPR/Cas9系统的结构特点、作用机理以及近两年来在疾病模型构建和基因治疗中的应用进行综述,以便读者了解相关领域的研究进展. 展开更多
关键词 基因编辑 成簇间隔短回文重复/crispr相关核酸酶系统 结构 疾病模型 基因治疗
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CRISPR-Cas基因编辑技术在泌尿系统肿瘤研究中的应用 被引量:1
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作者 杨悦 訾晓渊 孙颖浩 《中国肿瘤生物治疗杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期9-16,共8页
基于成簇规律间隔短回文重复系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeat-clustered regularly interspaced short palindromic repeats associated system,CRISPR-Cas)的基因编辑技术是一种新兴的基因编辑技术,它... 基于成簇规律间隔短回文重复系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeat-clustered regularly interspaced short palindromic repeats associated system,CRISPR-Cas)的基因编辑技术是一种新兴的基因编辑技术,它能精准完成外源DNA的识别与编辑,为基因工程提供了革命性的分子工具。CRIPSR-Cas基因编辑技术具有操作简便、易于设计等特点,将其运用于泌尿系统肿瘤研究中,可为泌尿系肿瘤相关基因的功能学研究提供新方法,进而更好地服务临床诊疗。本文将对CRISPRCas基因编辑技术分子结构与工作原理、在泌尿系肿瘤研究中的应用现状、最新进展及存在的问题进行综述。 展开更多
关键词 成簇规律间隔短回文重复序列系统 泌尿系统肿瘤 基因编辑
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一种靶向基因操作新技术——CRISPR/Cas 被引量:1
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作者 黄俊骏 王华华 梁卫红 《湖北农业科学》 2015年第19期4661-4665,4669,共6页
CRISPR/Cas系统是一种细菌在噬菌体长期选择压力下的获得性免疫系统。该系统是一段规律成簇间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR),具有保护细菌免遭外源DNA入侵的功能。该系统成功地... CRISPR/Cas系统是一种细菌在噬菌体长期选择压力下的获得性免疫系统。该系统是一段规律成簇间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat,CRISPR),具有保护细菌免遭外源DNA入侵的功能。该系统成功地被改造为第三代人工核酸内切酶,由于其突变效率高、制作简单及成本低的特点,目前已成功应用于人类细胞、干细胞、斑马鱼和小鼠以及植物的基因组精确修饰。CRISPR/Cas系统因其在结构上的特殊性以及功能上的特异性正逐渐成为整个生命科学研究领域的热点,被认为是一种具有广阔应用前景的基因组定点改造分子工具。回顾了CRISPR/Cas系统的研究历史,综述了近年来有关CRISPR系统的分类结构、作用机制以及最新应用进展,旨在为这一领域的科研工作提供参考。 展开更多
关键词 靶向基因操作 规律成簇间隔短回文重复序列(crispr) crispr/cas系统 结构 作用机制
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乳酸菌CRISPR-Cas系统同源性分析
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作者 李婉 张丹青 +1 位作者 王娜娜 霍贵成 《食品工业科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期134-140,146,共8页
CRISPR-Cas系统为乳酸菌抵抗噬菌体等外源基因元件提供获得性免疫,利用生物信息学方法分析了CRISPR序列及cas基因在乳酸菌种间的同源性关系。利用生物信息学方法预测NCBI中已测序的部分乳酸菌所含CRISPRCas系统,并对重复序列和Cas蛋白... CRISPR-Cas系统为乳酸菌抵抗噬菌体等外源基因元件提供获得性免疫,利用生物信息学方法分析了CRISPR序列及cas基因在乳酸菌种间的同源性关系。利用生物信息学方法预测NCBI中已测序的部分乳酸菌所含CRISPRCas系统,并对重复序列和Cas蛋白序列进行系统发生学分析。结果显示,嗜热链球菌、德氏乳杆菌和瑞士乳杆菌标准菌株均含不同数目的 CRISPR-Cas系统,各类型的重复序列高度保守,Cas蛋白序列同源性较高。CRISPR-Cas系统的同源性与其亚型密切相关,而与菌种亲缘关系有较大差异,证明了CRISPR-Cas系统能够通过基因水平转移传播这一结论。 展开更多
关键词 乳酸菌 clustered regularly interspaced short palindromic repeats(crispr)-cas系统 同源性 重复序列 间隔序列
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CRISPR/Cas9技术在遗传性眼病基因治疗中的应用 被引量:6
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作者 吴世靖(综述) 睢瑞芳(审校) 《中华实验眼科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期892-896,共5页
成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关核酸酶(Cas)系统是一种存在于细菌和古菌内抵抗外源病毒和质粒侵袭的适应性免疫系统,自其发现的30余年来,研究者对其在生物体内免疫过程和利用其进行基因编辑的作用机制的认识不断深入。... 成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关核酸酶(Cas)系统是一种存在于细菌和古菌内抵抗外源病毒和质粒侵袭的适应性免疫系统,自其发现的30余年来,研究者对其在生物体内免疫过程和利用其进行基因编辑的作用机制的认识不断深入。研究发现,由Ⅱ型CRISPR/Cas改造而来的CRISPR/Cas9系统准确和有效地进行基因编辑。近年来,随着基因测序技术的进步和发展,多种眼科遗传病的致病基因诊断更加明确,同时随着在真核细胞里Cas9作用特异性的提高,基因编辑技术在遗传性眼病的诊疗方面正展现出巨大的潜力。目前,CRISPR/Cas9基因编辑技术在眼科的应用已扩展到先天性白内障、先天性青光眼、视网膜色素变性(RP)、先天性角膜营养不良、Leber先天性黑矇(LCA)和Usher综合征等遗传性眼病的基因治疗。此外,CRISPR/Cas9基因编辑技术与腺相关病毒载体(AAV)和诱导性多能干细胞(iPSCs)研究的结合为遗传性疾病的治疗提供了更多的可能性和新的途径。本文就CRISPR/Cas9基因编辑技术的机制以及该技术在眼遗传病基因治疗方面中的应用进行综述。 展开更多
关键词 成簇规律间隔短回文重复序列 crispr-cas系统 基因治疗 眼遗传疾病
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CRISPR/Cas技术在乳酸菌中的研究进展 被引量:1
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作者 房思昌 宋馨 +1 位作者 薛玉玲 王世杰 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期317-323,共7页
乳酸菌是重要的食品发酵剂,其传统的基因遗传操作技术为同源重组,该技术为后续的基因编辑工作奠定了基础,但是也存在操作繁琐、效率低等不足。成簇的规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats... 乳酸菌是重要的食品发酵剂,其传统的基因遗传操作技术为同源重组,该技术为后续的基因编辑工作奠定了基础,但是也存在操作繁琐、效率低等不足。成簇的规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-associated protein,Cas)以其高效、便捷性推动了乳酸菌基因编辑的发展。该文综述了CRISPR的原理、分类,重点阐述了CRISPR操作系统在乳酸菌方面的应用。 展开更多
关键词 乳酸菌 成簇的规则间隔短回文重复序列(crispr) crispr蛋白(cas)
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The Applications of CRISPR Screening in Aging Research
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作者 XU Jia-Xin JING Yao-Bin +1 位作者 QU Jing LIU Guang-Hui 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1186-1196,共11页
The advancement of Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)gene editing technology has revolutionized the comprehension of human genome,propelling molecular and cellular biology research into ... The advancement of Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(CRISPR)gene editing technology has revolutionized the comprehension of human genome,propelling molecular and cellular biology research into unexplored realms and accelerating progress in life sciences and medicine.CRISPR-based gene screening,recognized for its efficiency and practicality,is widely utilized across diverse biological fields.Aging is a multifaceted process governed by a myriad of genetic and epigenetic factors.Unraveling the genes regulating aging holds promise for understanding this intricate phenomenon and devising strategies for its assessment and intervention.This review provides a comprehensive overview of the progress in CRISPR screening and its applications in aging research,while also offering insights into future directions.CRISPR-based genetic-manipulation tools are positioned as indispensable instruments for mitigating aging and managing age-related diseases. 展开更多
关键词 clustered regularly interspaced short palindromic repeats(crispr) genetic screening AGING
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基于CRISPR的RNA检测技术在法医领域的应用和前景分析
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作者 方赟 王贤淼 +1 位作者 谢伟 孙启凡 《生物化学与生物物理进展》 北大核心 2025年第10期2602-2613,共12页
成簇规律间隔短回文重复及其相关蛋白(CRISPR-Cas)系统作为新型分子检测技术,为法医领域的RNA分析开辟了创新路径。传统RNA检测方法因流程繁琐、抗干扰性弱等问题,难以适应法医学对快速、精准与现场检测的现实需求,基于CRISPR-Cas原理的... 成簇规律间隔短回文重复及其相关蛋白(CRISPR-Cas)系统作为新型分子检测技术,为法医领域的RNA分析开辟了创新路径。传统RNA检测方法因流程繁琐、抗干扰性弱等问题,难以适应法医学对快速、精准与现场检测的现实需求,基于CRISPR-Cas原理的RNA检测技术通过CRISPR RNA与Cas蛋白的协同识别机制,整合等温扩增与级联酶促反应机制,在提升RNA检测灵敏度的同时大幅缩短分析时间,从而突破传统检测的时空限制,通过试纸条或便携式设备实现无大型设备支持条件下的单分子级检测精度与即时结果判读,有效推动法医现场检验向高效化发展。但实际应用中仍存在环境干扰、酶活性波动及标准化不足等技术瓶颈亟待解决。后续研究应重点突破多重检测技术瓶颈,增强检测体系的稳定性,同时开发微流控集成设备,并制定统一的质量标准与伦理规范。本文系统梳理了CRISPR-RNA检测的技术原理与应用场景,旨在为相关技术的法医学转化提供理论支撑,助力法医检验技术的创新发展。 展开更多
关键词 成簇规律间隔短回文重复(crispr) 成簇规律间隔短回文重复相关蛋白(cas) RNA检测 刑事技术 法医现 场学
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嗜热链球菌中CRISPR序列的检测与同源性分析 被引量:9
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作者 邓凯波 霍贵成 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期153-157,共5页
为探明内蒙古的8株嗜热链球菌的CRISPR,用PCR方法扩增了其CRISPR序列,并采用生物信息学方法分析和预测了重复序列(direct repeat,DR)的同源性及二级结构。结果表明:除S4只含有一个CRISPR结构外,其余7株嗜热链球菌均检测出3条CRISPR序列... 为探明内蒙古的8株嗜热链球菌的CRISPR,用PCR方法扩增了其CRISPR序列,并采用生物信息学方法分析和预测了重复序列(direct repeat,DR)的同源性及二级结构。结果表明:除S4只含有一个CRISPR结构外,其余7株嗜热链球菌均检测出3条CRISPR序列,远高于CRISPR database公布细菌中具有该结构的比例(46.4%),且分别具特异性的重复序列(DR1~DR3);CRISPR最长达2853bp,最短仅101bp。对DR的二级结构预测发现,DR1~DR3均能形成回文结构,但茎环大小会有差异;在同源性比对中发现,除多数同属或同种外,供试DR还与个别远缘菌种具有高同源性,这种现象证明了供试菌株的CRISPR序列同样存在的水平基因转移,并可能存在其他的进化进程。 展开更多
关键词 嗜热链球菌 clustered regularly interspaced short palindromic repeats(crispr)检测 同源性
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基因编辑技术及其在糖生物学研究中的应用 被引量:1
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作者 章恩华 邱宏 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期433-452,共20页
基因功能的解析是现代生物学研究的基本问题,基因的精准、高效和靶向编辑是基因功能研究不可或缺的手段。在过去的30多年,基因编辑实现了从基于同源重组修复技术的基因打靶技术(gene targeting)到基于锌指核酸酶、转录激活样效应因子核... 基因功能的解析是现代生物学研究的基本问题,基因的精准、高效和靶向编辑是基因功能研究不可或缺的手段。在过去的30多年,基因编辑实现了从基于同源重组修复技术的基因打靶技术(gene targeting)到基于锌指核酸酶、转录激活样效应因子核酸酶和CRISPR相关核酸酶等可编程核酸酶的可控编辑技术的革命性转变。这些技术的发展极大地促进了基因功能的研究并促生了疾病治疗的颠覆性技术。本文综述了CRISPR-Cas的分类、组成及其在细菌中发挥免疫防御作用的工作原理,重点综述了基于CRISPR-Cas系统的最新基因编辑工具包括基因转录编辑器、表观遗传编辑器、碱基编辑器、先导编辑器以及靶向RNA的RCas编辑系统。随后综述了基因编辑器的细胞和器官靶向递送策略,主要讨论了腺相关病毒、脂质纳米颗粒和细胞外囊泡的优劣。最后,本文综述了基因编辑技术在糖生物学研究中的应用,包括糖类物质功能、生物合成与机制,糖蛋白质组学分析,细胞糖芯片的构建和应用以及蛋白质糖基化工程改造。精确基因编辑技术的发展促进了糖类物质的生物合成机制、结构与功能研究,也正在推进转化糖科学研究。 展开更多
关键词 基因编辑 糖生物学 细胞外囊泡 crispr-cas系统
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基因编辑技术 被引量:8
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作者 胡小丹 游敏 罗文新 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期267-277,共11页
基因编辑是指通过核酸酶对靶基因进行定点改造,实现特定DNA的定点敲除、敲入以及突变等,最终下调或上调基因的表达,以使细胞获得新表型的一种新型技术。基因编辑技术已被广泛运用于基因结构与功能的研究和多种细胞的基因工程改造,为疾... 基因编辑是指通过核酸酶对靶基因进行定点改造,实现特定DNA的定点敲除、敲入以及突变等,最终下调或上调基因的表达,以使细胞获得新表型的一种新型技术。基因编辑技术已被广泛运用于基因结构与功能的研究和多种细胞的基因工程改造,为疾病模型的建立、动植物新品种的培育及基因治疗等的研究提供新的手段。基因编辑技术主要包括锌指核酸酶技术(ZFN)、转录激活子样效应因子技术(TALEN)和成簇的规律间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白(CRISPR/Cas)系统等。本文将对3种基因编辑技术的原理、运用及其最新进展进行综述,以期为相关技术及其运用的研究提供参考。 展开更多
关键词 基因编辑 锌指核酸酶技术 转录激活子样效应因子技术 成簇规律间隔短回文重复系统
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益生菌的功能基因导入和基因编辑 被引量:4
15
作者 徐根兴 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1593-1603,共11页
益生菌已经在临床和食品领域应用多年,其安全性和有效性已经获得人们的认可。随着分子生物学技术的发展,采用益生菌作为载体进行基因导入或基因编辑,这些遗传改造的益生菌一部分已经作为新的药品或疫苗进入到临床应用阶段。携带功能基... 益生菌已经在临床和食品领域应用多年,其安全性和有效性已经获得人们的认可。随着分子生物学技术的发展,采用益生菌作为载体进行基因导入或基因编辑,这些遗传改造的益生菌一部分已经作为新的药品或疫苗进入到临床应用阶段。携带功能基因的益生菌定殖于肠道进行表达和缓慢释放,这类益生菌作为活体药物获得益生菌和功能基因的双重功效,可用于治疗某些疑难病症。携带蛋白质抗原基因的益生菌定殖于肠道进行表达,可诱导肠道黏膜免疫、细胞免疫和体液免疫,这是一条更安全的口服疫苗途径。成簇的规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)及其相关蛋白(CRISPR-associated protein, Cas)以其高效与便捷性推动了益生菌基因编辑的发展。这篇综述介绍了CRISPR-Cas9操作系统在益生菌方面的应用。对传统遗传操作较难的益生菌采用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑,使其基因敲除和基因突变,基因敲入和基因调控等更为简单、高效和易操作。这些CRISPR/Cas9、CRISPRa和CRISPRi技术在益生菌的基因表达调控和代谢工程等领域具有巨大的应用潜力,例如医药、食品以及工业等相关重要产品的获得。本文总结了益生菌基因导入和基因编辑在生物制品生产中的相关应用,最后对其未来的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 益生菌 基因导入 基因编辑 疫苗 成簇的规则间隔短回文重复序列 crispr相关蛋白 crispr干扰 crispr激活 遗传工程改造益生菌
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