基因编辑

摘要： 为探究转录因子OsNAC2d的生物学功能及其对水稻耐旱性的影响,本研究利用CRISPR/Cas9编辑技术对粳稻中花11中的OsNAC2d基因进行突变,并考察osnac2d突变体在田间种植下的农艺性状,以及突变体幼苗在干旱胁迫下的生长情况和OsNAC2d基因表达水平。结果表明,OsNAC2d基因主要在水稻成熟籽粒、叶片和花药中表达,在根系和茎中的表达量较低,并且受干旱胁迫诱导,在10株阳性OsNAC2d基因突变株系的T2代植株中,筛选出6种纯合osnac2d突变体,田间试验调查表明,osnac2d突变体与野生型中花11相比,株高、有效穗、穗长、穗粒数、结实率、千粒重和单株产量等农艺性状无显著差异。在干旱胁迫时,osnac2d突变体幼苗的根系与植株生长、根系和地上部生物量的积累均受到抑制,且OsNAC2d在osnac2d突变体中的表达量维持在较低水平,而野生型水稻的OsNAC2d表达则受干旱胁迫诱导而增强,植株生长与生物量积累未受到显著抑制,表明转录因子OsNAC2d正调控水稻响应干旱胁迫。创建的osnac2d突变体材料为进一步揭示OsNAC2d的生物学功能及其响应干旱胁迫的精细调控机制提供了优质种质资源。

摘要： 背景:基于前期研究,课题组通过蛋白组学和高通量测序筛选出RAB39B基因与骨髓间充质干细胞的增殖、软骨分化可能存在相关性.目的:探讨利用CRISPR/Cas9技术编辑敲除RAB39B基因对骨髓间充质干细胞软骨分化的影响.方法:利用CRISPR/Cas9慢病毒感染方法,构建敲低RAB39B基因稳转细胞系,将兔骨髓间充质干细胞分为正常对照组、空载对照组、RAB39B基因敲除组,通过Western blot鉴定CRISPR/Cas9系统对RAB39B的敲除效果,CCK-8法检测骨髓间充质干细胞增殖活性,流式细胞仪检测骨髓间充质干细胞凋亡率,qRT-PCR检测骨髓间充质干细胞成软骨分化COLⅡ、COLⅩ基因mRNA表达,Western blot检测骨髓间充质干细胞成软骨分化相关通路RHOA、LIMK、Sox9蛋白表达.结果 与结论:①敲除RAB39B基因质粒的慢病毒感染兔骨髓间充质干细胞48-96 h后荧光显著表达;Western blot检测验证RAB39B基因敲除后骨髓间充质干细胞中RAB39B蛋白表达显著降低(P<0.01);②与正常对照组、空载对照组比较,RAB39B基因敲除组细胞增殖活性显著降低(P<0.01);细胞凋亡率增加(P<0.01);COLⅡ、COLⅩmRNA表达显著降低(P<0.01);RHOA、LIMK、Sox9蛋白表达显著降低(P<0.01);③结果 表明,CRISPR/Cas9系统编辑敲低RAB39B基因后能够抑制骨髓间充质干细胞增殖,同时促进细胞凋亡,降低其软骨细胞分化能力,说明RAB39B基因可能对骨髓间充质干细胞增殖、软骨分化能力产生影响,其具体作用机制有待进一步研究.

摘要： 基因编辑育种创制抗病高产小麦新种质。白粉病是危害世界粮食安全的重要病害,严重影响小麦等作物的产量及品质,重病田减产高达40%。近日,中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队、中国科学院微生物研究所邱金龙团队和中国科学院遗传与发育生物学研究所肖军团队合作,阐明了小麦新型mlo突变体既抗白粉病又高产的分子机制。

摘要： 类器官是由干细胞或者从患者机体中提取的肿瘤组织在特定的3D体外微环境下自组织发育而来、高度模拟体内真实器官特征的小型化体外器官模型,其并不是真正的人体器官,但在结构和功能上能模拟人体器官。凭借独特的模拟性能,类器官在再生医学、基因编辑、精准医疗、器官发育、疾病建模等方面表现出了良好的应用潜力,近年来,随着相关研究不断深入,类器官技术发展也非常迅速。

摘要： 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物基因工程与种质创新科技创新团队联合深圳农业基因组研究所动物基因组研究中心,成功建立了一种名为报告RNA富集的双引导RNA核蛋白(RE-DSRNP)的高效编辑技术体系,可用于快速制备无外源DNA基因编辑克隆猪,并利用该体系首次成功获得了WIP1基因编辑的雄性繁殖障碍模型猪。相关研究成果发表在《中国科学:生命科学》上。

摘要： 为了揭示水稻中FT-like亚家族成员的生物学功能,采用CRISPR/Cas9技术对其中的OsFTL4、OsFTL5、OsFTL6、OsFTL7和OsFTL11进行基因编辑.在5个基因的编码区各选择1个靶点构建1个融合的sgRNA表达框,将表达框装载到CRISPR/Cas9表达载体中,通过农杆菌介导的遗传转化法侵染水稻品种中花11的愈伤组织,得到转基因植株.利用靶点区域的特异性引物进行测序分析,得到3种不同类型的突变,分别为osftl4osftl5osflt6三突变体、osftl4osftl5osflt6osftl11四突变体和osftl4osftl5osflt6osftl7osftl11五突变体.这些突变均导致目标基因序列发生移码突变,进而影响氨基酸序列.观察突变体表型,发现3种类型的突变体均出现了叶片早衰的表型.

摘要： 随着基因工程和基因编辑、异种移植、合成生物学、增强现实技术、人工智能和机器人等新兴技术与医疗健康产业的融合日趋紧密,医学新兴科技也得到了蓬勃发展(见图1)。近年来,“基因编辑婴儿”“头颅移植”“公鼠孕育实验”“猪心人体移植手术”等事件相继见报,新兴科技伦理问题受到各界人士的广泛关注。科学技术的创新发展犹如一把“双刃剑”,在给人类社会带来巨大收益的同时,也有可能带来巨大风险,亟需采取有效措施防范新兴科技领域产生的风险,规范引导科技创新行为。

摘要： 对人类胚胎使用基因编辑技术是一把"双刃剑",在临床应用方面合理利用可帮助人类摆脱疾病的困扰,但也可能被滥用,若使用不当就会使人类背负未知的风险。贺建奎团队的"基因编辑婴儿"事件,引发了国内外学者的强烈抵制。到目前为止,我国缺乏完备的专门性法律以规制人类胚胎基因编辑行为,相关规范散见于各规范条文中,缺乏系统性且效力位阶较低,对违法者的惩罚力度较轻。应制定人类基因编辑专门法律,厘清医学研究与违法的边界,并提高刑法中的量刑幅度,强化对人类基因编辑行为的法律规范。

摘要： 美国索尔克研究所的科学家发表论文称,他们对培养皿中的人类细胞和活小鼠的脑细胞进行基因编辑,向其中添加通道蛋白TRPA1,首次用超声波激活了这些细胞。这种新方法为实现无创性脑深部刺激、开发体外起搏器和胰岛素泵铺平了道路,有望更好地治疗癫痫、心脏病等疾病。该研究负责人斯雷坎特·查拉萨尼说:“无线通信是未来。我们已经知道超声波可以安全地穿透骨骼、肌肉和其他组织,这使其成为操纵身体内部细胞的终极工具。”

摘要： 科技是第一生产力,但在科技推动社会经济发展的同时,也会给人的生命、自由、隐私、安全等带来各种各样的威胁和风险。我国已经在医疗等领域制定了专门的科技伦理规范,但将科技伦理上升到国家战略层面,实际上始于2018年。2018年的"基因编辑婴儿"事件引发全社会的普遍关注和担忧,科技“作恶”已经开始挑战人类最基本的伦理底线,急需建立完善的科技伦理和治理体系。

摘要： 猪在进化过程中发生了UCP1的假基因化导致猪尤其是中国地方猪种有很强的脂肪沉积能力,引起养猪效益下降;同时,仔猪因不具备UCP1介导的非颤抖性产热而对寒冷环境极其敏感,从而大大增加了仔猪死亡率.因此利用CRISPR/Cas9介导的非同源重组整合外源片段的方式获得了UCP1定点敲入转基因猪。表型分析结果表明，UCP1转基因猪适应性产热增加，体温调节能力增强，同时对猪的生理活动及能量代谢无影响。生长性能测定结果显示体重和饲料转化率在UCP1转基因猪和野生型猪间没有差异，屠宰实验发现转基因猪的脂肪率显著降低，瘦肉率显著上升，背膘厚度显著降低。分子指标检测证明UCP1通过促进脂肪水解从而使脂肪沉积减少。因而通过基因编辑技术，获得了抵抗寒冷刺激和脂肪沉积减少，瘦肉率增加的转基因猪，具有重要的育种价值。

摘要： CRISPR/Cas9基因编辑技术是近几年新发现的一种基因组定点编辑技术,该技术已经广泛应用在基因治疗、基因功能研究、动物模型制造、农作物品种改良等领域的研究中.本文简要介绍了CRISPR/Cas9基因编辑技术,并提出了这项技术在药用植物功能基因组学研究、活性成分次生代谢及合成生物学研究、药用植物分子育种研究等方面的应用前景,为开辟药用植物新领域的研究提供了参考.

摘要： CRISPR-Cas9技术是一种最新基因编辑技术,被广泛用于多物种多基因改造工程.在多种肿瘤性疾病、遗传性疾病以及感染性疾病治疗中CRISPR-Cas9技术也得到运用并取得显著效果.病毒感染性疾病如艾滋病、乙型病毒性肝炎严重影响人类健康,造成极大的经济负担.同时病毒潜伏感染也为疾病扩大传播带来隐患,因此开发新型抗病毒治疗方案对治疗疾病、控制疫情至关重要.多项研究已尝试将CRISPR-Cas9技术运用于HIV、HBV等多种病毒治疗及潜伏感染清除,多种新治疗策略不断涌现.因此,本文以CRISPR-Cas9技术为切入点,总结其在抗病毒治疗领域的最新进展及初歩尝试.

摘要： 病害是危害农业生产的重要因素之一,植物对于病原菌的抗性依赖于植物的天然免疫(plant innate immunity)系统.因此,对于植物天然免疫的研究将为农作物抗病育种提供重要理论基础.植物天然免疫系统包含彼此相互关联的两个层面,即PTI(PAMP-triggered immunity)和ETI(effector-triggered immunity).近年来,国内外对于PTI的研究取得了一系列重要进展.PTI是由病原物相关分子模式PAMP(pathogen-associated molecular pattern)所诱发的植物免疫反应.PAMP被位于植物细胞表面的受体识别后,将免疫信号通过胞质类受体激酶BIK1(Botrytis-induced kinase1)、MAPK级联、CDPK(calcium-dependent protein kinase)等向下游传递,诱导活性氧的爆发、气孔的关闭、免疫基因的表达等,从而抑制病原微生物的生长.免疫信号在传递过程中会在多个层次上被精细调控,以保证合适的反应强度和持续时间.本文从植物免疫受体FLS2及其他免疫受体的发现、免疫信号转导组分的发现以及其生物学功能、参与天然免疫的转录因子、植物免疫反应的负调控及植物天然免疫在抗病育种中的应用等方面综述了近年来植物PTI天然免疫的分子机理和信号转导方面的研究进展.并对该领域的发展提出展望,我们认为农作物天然免疫信号转导和作物与致病真菌互作系统的研究将会是未来研究的重点和主要方向,天然免疫的重要理论与基因编辑技术的结合,必将使作物抗病育种迎来新时代.

摘要： 慢性神经退行性疾病以神经元变性缺失为主要病理特征,最终表现出运动和功能障碍.其发病机制尚不清楚,无有效治疗药物.慢性神经退行性疾病转基因小鼠模型为这类疾病的机制研究和治疗药物筛选提供了依据,本文将介绍几种主要的慢性神经退行性疾病转基因小鼠模型在国内外的研究现状.目前应用最火热的CRISPR-Cas9技术更是为人们打开了通往基因编辑世界的大门。与传统的实验动物模型相比，转基因动物模型具有不可比拟的优势，为疾病机制研究和治疗药物筛选提供了大量的实验数据。

摘要： NLRP3作为一种重要的炎症小体,与多种免疫相关的疾病密切相关.寻找能够有效调控NLRP3炎症小体信号的治疗方案已经成为了炎症相关疾病治疗的热点.CRISPR/Cas9作为目前最热门的基因编辑工具,已被用于肝细胞或者肌肉细胞等的基因编辑,但是尚没有针对免疫细胞的CRISPR/Cas9的纳米递送系统.本课题通过双乳化纳米颗粒包载Cas9mRNA和NLRP3gRNA敲除单核巨噬细胞的NLRP3,有效地抑制了NLRP3下游炎症信号通路,为炎症相关疾病的预防和治疗提供了可能.

摘要： 肝癌至今仍是全球高死亡率癌症之一.动物模型特别是小鼠模型是研究肝癌生物学特性、发病机制、新药筛选和治疗的重要工具.近年来,各种小鼠肝癌模型的发展在一定程度上促进了肝癌的相关研究,但是现有模型都有一定不足.缺乏与人类肝癌高度相似且经济适用的动物模型严重制约着对肝癌的深入研究.随着基因修饰技术的发展,小鼠肝癌模型的构建更加快速、容易和方便.本文拟对用于肝癌研究的各种小鼠模型进行概述,并着重强调基因修饰小鼠肝癌模型的构建,以期为相关癌症基因功能研究、应用基因编辑技术研发肝癌模型提供新思路和方向.

摘要： 运用CRISR/Cas9技术在小鼠基因组Rosa26位点处敲入mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,构建可用于自噬研究的基因工程小鼠模型.设计并合成在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因重组表达载体作为供体质粒.根据Rosa26基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成.将sgRNA纯化后进行体外转录,取25μg/mL sgRNA、25μg/mL供体质粒和50μg/mL Cas9RNA混合,用显微注射仪将混合物注射到受精卵细胞胞质中.提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定.结果表明：成功构建在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因供体质粒,与sgRNA和Cas9混合注射后得到6只基因敲入小鼠,测序结果表明其中1只小鼠敲入基因序列正确.在Rosa26位点处插入CAG、mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,成功构建基因敲入小鼠.

摘要： 运用CRISR/Cas9技术在小鼠基因组Rosa26位点处敲入mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,构建可用于自噬研究的基因工程小鼠模型.设计并合成在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因重组表达载体作为供体质粒.根据Rosa26基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成.将sgRNA纯化后进行体外转录,取25μg/mL sgRNA、25μg/mL供体质粒和50μg/mL Cas9RNA混合,用显微注射仪将混合物注射到受精卵细胞胞质中.提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定.结果表明：成功构建在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因供体质粒,与sgRNA和Cas9混合注射后得到6只基因敲入小鼠,测序结果表明其中1只小鼠敲入基因序列正确.在Rosa26位点处插入CAG、mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,成功构建基因敲入小鼠.

摘要： 运用CRISR/Cas9技术在小鼠基因组Rosa26位点处敲入mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,构建可用于自噬研究的基因工程小鼠模型.设计并合成在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因重组表达载体作为供体质粒.根据Rosa26基因的外显子序列,设计一段sgRNA并合成.将sgRNA纯化后进行体外转录,取25μg/mL sgRNA、25μg/mL供体质粒和50μg/mL Cas9RNA混合,用显微注射仪将混合物注射到受精卵细胞胞质中.提取子代小鼠基因组DNA测序鉴定.结果表明：成功构建在CAG启动子调控下mCherry、eGFP和mLC3B融合基因供体质粒,与sgRNA和Cas9混合注射后得到6只基因敲入小鼠,测序结果表明其中1只小鼠敲入基因序列正确.在Rosa26位点处插入CAG、mCherry、eGFP和mLC3B融合基因,成功构建基因敲入小鼠.

摘要： 一种基因编辑工具及其制备方法与多轮基因编辑的方法，属于基因工程技术领域。针对现有多轮基因编辑方法费时费力的问题，本发明提供了一种基因编辑工具，包括如下三种sgRNA表达母质粒：pRock系列母质粒、pPaper系列母质粒和pScissors系列母质粒，其中，每种母质粒除能表达用于编辑目的基因的sgRNA外，还能表达靶向另外两种母质粒中的一种的sgRNA；在实施基因编辑过程中，由上述三种母质粒构建的基因编辑质粒循环使用时，宿主细胞中先使用的基因编辑质粒或筛选标记被后使用的基因编辑质粒所消除。本发明缩短了编辑周期、加快了多轮基因编辑速度，更少的培养次数还可以减少基因组自发突变的可能。

摘要： 本申请公开了一种多形汉逊酵母CRISPR/Cas9基因编辑系统，所述系统包含以下组件：(1)Cas9蛋白，所述Cas9蛋白整合于多形汉逊酵母基因组中和(2)sgRNA表达载体；sgRNA表达载体包括sgRNA表达盒；其中，sgRNA表达盒由RNA pol II型启动子和终止子以及相应的核酶识别序列HH和HDV组成。本发明的基因编辑系统具有极高的基因组编辑效率和较高的同源整合能力，由此进一步拓展了汉逊酵母作为细胞工厂的应用潜力，使其在遗传改造过程中更加简洁、快速、方便和精准。

摘要： 本发明公开了xCas9基因编辑系统在基因组编辑中的应用。所述xCas9基因编辑系统包括xCas9和sgRNA。所述基因组编辑的方法包括如下步骤：将xCas9和sgRNA导入生物体或生物细胞内，实现基因组靶点序列的编辑；所述编辑为使所述靶点序列或其邻近序列发生碱基插入和/或缺失；所述sgRNA靶向靶点序列；所述靶点序列的PAM序列为GAD或NGN；D为G、T或A；N为A、T、C或G。通过实验证明：本发明的xCas9基因编辑系统可对位于生物基因组上的PAM序列为GAD或NGN的靶点序列或其邻近序列进行编辑，大大拓展了可编辑靶点的范围。

摘要： 本发明公开一种基因编辑转基因作物编辑位点特异性PCR方法及其应用，具体公开了检测方法包括如下步骤。1)收集序列：收集靶标基因野生型核苷酸序列和基因编辑作物中基因编辑核苷酸序列；(2)设计引物/探针：根据上述核苷酸序列，在编辑序列的两侧设计野生型基因和编辑基因的通用引物对；(3)PCR扩增：以基因编辑作物的基因组DNA为模板，利用引物探针组合进行PCR扩增检测。本发明利用通用引物和编辑位点特异性TaqMan探针，能特异性识别并准确定量基因编辑作物，适用于基因编辑作物的身份鉴定和定量检测。

摘要： 本发明提供了一种豌豆CRISPR/Cas9基因编辑载体、基因编辑系统及基因编辑方法，涉及基因编辑技术领域。本发明对现有的水稻基因编辑用载体pHUC411进行改造，用en35s启动子、PsCas9的编码基因和PsU6.3分别替换掉pHUC411上原有的ZmUBI、OsCas9和OsU3。利用所述CRISPR/Cas9基因编辑载体构建CRISPR/Cas9基因编辑系统，并对豌豆进行基因编辑，在豌豆中的基因编辑效率可高达8.32％，并且产生了高达7种的突变类型，从而提高了豌豆基因编辑效率，为豌豆的基因功能研究以及遗传育种奠定良好的基础。

摘要： 本发明提供了一种用于修复HBB1基因点突变的gRNA、基因编辑系统、表达载体和基因编辑试剂盒。本发明同时针对β17(A→T)以及β41‑42(‑TCTT)定点修复，通过一次基因编辑即可修复HBB基因两个常见的突变位点，拓展了地中海贫血症和镰刀型贫血症的治疗方法；另外，本发明直接在造血干细胞(HSC)中进行编辑，与现有技术中对iPS细胞进行基因编辑相比，避免了细胞致癌和突变的安全风险，临床使用更为安全。

摘要： 本发明提供了一种用于修复HBB1基因点突变的gRNA、基因编辑系统、表达载体和基因编辑试剂盒。本发明同时针对β17(A→T)以及β41‑42(‑TCTT)定点修复，通过一次基因编辑即可修复HBB基因两个常见的突变位点，拓展了地中海贫血症和镰刀型贫血症的治疗方法；另外，本发明直接在造血干细胞(HSC)中进行编辑，与现有技术中对iPS细胞进行基因编辑相比，避免了细胞致癌和突变的安全风险，临床使用更为安全。

摘要： 本发明公开了一种CasF2蛋白、CRISPR/Cas基因编辑系统及其在植物基因编辑中的应用，涉及基因编辑技术领域。本发明CasF2蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；或与SEQ ID No.2所示的序列相比具有一个或多个氨基酸的置换、缺失或添加，且具有相同或相似生物学功能。所述CRISPR/Cas基因编辑系统包含CasF2蛋白或表达所述CasF2蛋白的质粒。本发明提供了一种新的高效、稳定的基因编辑系统，可使用更短的sgRNA引导CasF2进行靶点序列的编辑，产生DNA序列的插入或缺失。

摘要： 本发明公开了基于光控型CRISPR/Cas13d基因编辑系统的基因编辑方法、组合物及应用。本发明中的光控型CRISPR/Cas13d基因编辑系统在未受到光刺激的条件下游离失活的存在于细胞内；在受到光刺激条件下，结合形成具有功能的完整的Cas13蛋白酶，与靶向crRNA结合，特异性的敲低靶基因的表达。本发明具有时间‑空间特异性，能够精准靶向调控RNA，从而实现特异性RNA敲低、编辑和检测；进一步本发明能适用于骨折治疗，作用于活体局部，脱靶的风险小，生物风险低，为骨折愈合提供新的治疗策略，提供了一种Cas13蛋白酶的新用途。

摘要： 本发明提供一种用于基因编辑的RNA框架及基因编辑方法，该RNA框架沿5′→3′方向包括靶位点上游序列、待插入序列、靶位点下游序列。该基因编辑方法基于真核生物自身的固有机制，以RNP或RNA(可体外制备产生)及相关蛋白质为载体，转入细胞质及细胞核，实现对目标体系基因组上特定序列或位点的基因编辑，如特定序列的插入、删除、替换及位点替换等，同时兼具较高的靶向准确性。本发明因不引入外源性体系或物质如源自原核生物的蛋白质等以及不产生双链断裂等，所以较其他现有技术更适于进一步临床应用。