家畜转基因育种研究进展

转基因技术可以将外源基因导入家畜基因组,使其获得新的可遗传性状,为培育优良家畜品种提供了革命性途径。DNA显微注射法和体细胞克隆法是制备转基因家畜最常用的方法。应用转基因技术可以进行家畜抗病育种(抗病毒、抗菌和抗寄生虫),改良家畜的生产性状(胴体组成、奶品质、产毛、繁殖力和生长速度),培育环保型家畜新品种。文章从动物转基因技术入手,阐明其在家畜品种改良方面的研究现状和策略,并探讨家畜转基因育种面临的问题和应用前景。     

单碱基编辑技术的原理、发展及其在家畜育种中的应用

基因编辑技术CRISPR/Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein)在家畜育种领域得到广泛应用,但其效率低下,且存在非靶向切割、安全性较低等问题,极大地限制了家畜育种中单碱基突变的引入。单碱基编辑(single base editing)作为一种最新的基因编辑工具,能够在不导入双链断裂的情况下直接进行碱基的替换,具有编辑效率高和特异性强的特性,为家畜育种的精确基因修饰提供了一种更简单、更有效的方法。本文主要介绍了单碱基编辑系统的原理及发展进程和碱基编辑技术在家畜育种中的应用,以期为单碱基编辑器在家畜育种中进一步优化和选择应用提供参考。     

基因编辑技术在斑马鱼中的应用及研究进展

基因编辑技术通过对特定DNA片段的插入、敲除、修饰或替换等,实现对生物体中目标基因的编辑。与早期基因工程技术将遗传物质随机插入宿主基因组中的方式不同的是,基因编辑技术能够定点需要插入的位置,从而实现对生物体基因组特定位点的准确修饰、人为地改造生物体的遗传信息,目前广泛应用于斑马鱼的基因组学、遗传发育和基因功能研究中。其方法包括诱变技术、Tol2转座子、Morpholino、ZFNs、TALEN和CRISPR/Cas系统等。本研究主要介绍了基因编辑技术的作用机理与发展概况。作为一种精准而高效的基因工程方法,基因编辑技术在近年来得到了飞速地发展。它既可以采用对特定基因的靶向突变来研究基因的功能,也可以通过将功能性基因插入并替代缺陷基因而用于某些遗传性疾病的基因治疗。可以肯定的是,基因编辑技术未来将在基础生物学、医学、生物技术等多个领域具有重要的研究价值和应用价值。     

基因编辑技术及其在畜牧业中的应用研究进展

基因编辑技术为畜牧业进行新型分子育种开创了新天地,传统的转基因技术由于整合位点不可控、遗传不稳定等因素而难以在畜牧业发挥作用。胚胎干细胞(ES细胞)和同源重组(HR)相结合可以做到定点整合、稳定遗传,但因为畜禽干细胞难以获得而无法推广。以锌指核酸酶(ZFN)、TALEN和CRISPR/Cas9为代表的新型基因编辑技术结合体细胞核移植(SCNT)以及显微注射技术,为畜禽遗传改良开辟了新思路。本综述了ES结合HR的传统基因编辑技术和ZFN、转录激活因子样效应物核酸酶(TALEN)和成簇有规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)以及其相关蛋白(Cas9,Cpf1)的研究及其在畜禽基因编辑中的应用进展。     

基因编辑技术及其在疾病治疗中的研究进展

基因编辑是一种基于人工核酸酶的遗传操作技术,能精确地对DNA或RNA进行高效改造。基因编辑除了在基础研究、生物育种和药物筛选等方面展现了巨大前景之外,在疾病治疗(特别是基因遗传病)领域的前景与进展尤为引人注目。本文在介绍基因编辑技术的发展及其在疾病治疗中不同策略的基础上,重点围绕遗传疾病的基因治疗研究,综述了基因编辑技术(包括单碱基编辑和表观调控等技术)在血液系统、肝脏、肌肉和神经系统等疾病治疗的研究进展,并对基因编辑治疗疾病的未来发展进行了展望。     

CRISPR/Cas基因编辑技术及其在作物育种中的应用

CRISPR/Cas基因编辑技术在植物基因功能研究和作物遗传改良方面具有重要应用价值,其主要依赖gRNA引导核酸内切酶在目标基因组位置产生双链断裂（DSBs）,DSBs在通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HDR）方式进行修复时,会引起靶标位置核苷酸序列的缺失、插入或者替换,从而实现基因编辑。介绍了CRISPR/Cas基因编辑技术的作用机理及发展趋势,并对CRISPR/Cas技术在主要粮食及经济作物育种中的应用进展进行了总结,以期为农作物育种提供有益的参考。     

基因编辑技术在猪现代育种和动物模型构建中应用的研究进展

基因编辑技术是近几年兴起的一项能够对目标基因序列进行编辑的技术,该技术主要利用人工核酸酶实现对基因组上特定DNA片段的删除、插入或修饰。猪是我国优质的肉用型家畜,但随着人民生活水平的提高,对猪的需求也由过去的膘肥体重转变为能提供更优质的肉品,这就要求对猪的瘦肉率、肉质等主要经济性状方面进行育种改良,从而优化猪肉的蛋白质和脂肪含量。此外,由于猪在解剖学和生理学等方面与人类高度相似,可以用于疾病模型、药物筛选及致病机理的研究,基因编辑将在以上方面发挥显著的作用。利用基因编辑技术可以大大缩短猪在现代育种和疾病动物模型构建的时间,使猪在农业发展和生物医学研究中拥有更大的潜力。该文主要综述传统转基因技术和基因编辑技术在猪育种和动物模型构建中所采用的方法,并对比各种方法的优缺点,旨在为猪的育种和动物模型的构建提供理论依据。     

CRISPR-Cas9基因编辑技术在肿瘤治疗中的研究进展

CRISPR-Cas9基因编辑技术具有简单、高效、针对性强的特点,可通过编辑DNA序列治疗一些难治的具有遗传基础的疾病,特别是癌症。近年来,此技术主要用于遗传修饰动物模型的制备与药物开发,现已进入癌症临床试验阶段,并获得喜人的成效,极具临床价值。本文对CRISPR-Cas9系统在肿瘤治疗中的研究进展,包括功能基因筛选、递送系统和免疫疗法等方面进行概述,探讨了其在临床转化中所面临的问题,并展望了发展前景,旨在为今后应用该技术进行肿瘤精准治疗提供参考。     

CRISPR-Cas9基因编辑技术在念珠菌中的应用研究进展

正近年来,真菌感染已经成为严重威胁全球健康的疾病,全球约有3亿人遭受了侵袭性真菌感染,造成每年约有160万人死亡,接近结核病的死亡人数~([1])。尤其随着免疫功能低下人群的不断增加,侵袭性真菌感染导致的死亡率高达30%～90%~([2])。念珠菌属是真菌感染的主要致病菌,白念珠菌仍然是最常见的菌种,而非白念珠菌侵袭性感染所占的比例明显升高~([3-4])。目前,念珠菌对抗真菌药物的耐药问题面临严峻的挑战,     

CRISPRs基因编辑技术研究进展

CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)基因簇是一段成簇的短间距回文非编码序列,它可以通过整合新的间隔子序列实现对入侵外源DNA的记忆,而Cas(CRISPR-associated protein)蛋白则负责辅助CRISPR的转录产物cr RNA(CRISPR RNA),对外源DNA进行切割。二者协作组成了生物体的CRISPR-Cas系统,发挥抵御外源DNA侵染的作用。目前,CRISPR-Cas系统凭借着高效、简单、低成本、高特异性的独特优势迅速吸引了整个科学界的注意,成为研究的一大热点。对CRISPR-Cas系统的组成、结构、分型以及CRISPR技术作用机理、优势等做了详细的介绍,并以嗜热链球菌为例,分析了CRISPR基因的碱基排布及其高级结构,旨在为分子生物学及相关领域的科学研究提供参考。     

酿酒酵母基因编辑技术研究进展

酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae是代谢工程中最重要的宿主之一,先进的基因编辑技术已经被广泛应用于酿酒酵母细胞工厂的设计和构建.随着基因编辑技术的飞速发展,早期基于重组酶和同源重组的基因编辑技术逐渐被新型基因编辑系统所替代.文中对酿酒酵母基因编辑技术的原理和应用进行了总结,包括经典的酿酒酵母基因编...     

藻类基因编辑技术研究进展

CRISPR/Cas9作为热门的基因编辑技术,已广泛用于模式生物、经济动、植物及部分海洋生物的基因功能检测和遗传改良,在海洋藻类中亦有成功运用的实例。介绍了CRISPR/Cas9基因编辑方法及其在藻类中的最新进展,分析基因编辑技术在应用中存在的问题,现有的研究成果对该技术在大型海藻中应用的指导意义,以期为CRISPR/Cas9在海洋大型海藻中的应用提供参考。     

基因编辑技术最新研究进展

基因编辑是一种对基因组及其转录产物进行定点修饰、定向敲除或插入目的基因的基因编辑技术。近年来,基因编辑技术发展日新月异,不仅极大的推动了基因功能研究进程,同时为人类遗传疾病的治疗带来了曙光。综述了CRISPR/Cas9、CRISPR/Cpf1、Ago/g DNA和SGN等技术的作用原理、优缺点、应用等,以期为相关领域的研究提供参考。     

灵长类动物基因编辑技术研究进展

灵长类动物因与人类在遗传、生理和神经功能上的高度相似性而使其在生物医学研究领域中占有非常重要的地位。构建人类疾病的灵长类动物模型,是研究疾病发病机理和探索潜在治疗手段的重要途径,而通过基因编辑的方法获得灵长类动物模型是研究一些遗传性疾病最可靠的方法。灵长类动物基因编辑技术先后经历了传统的转基因和精准基因打靶两个时代。对近年来灵长类动物基因编辑研究进行综述,重点介绍最新的利用核酸酶技术进行精准基因编辑的研究进展。     

家畜育种中的基因组特征分析

基因组测序技术的发展为我们提供了研究家畜重要经济性状遗传基础的契机。家畜和人类医学中的全基因组关联分析表明单个数量性状基因座(QTL)的效应是非常微小的。这一结论促使利用高密度单核苷酸多态性(SNP)信息进行基因组选择方法的研究。结合新的统计学方法,并检测基因组数据的特征无疑是进行基因组研究和实验设计的基础。准确的掌握基因组数据的特征可以为QTL检测和研究数量性状的遗传基础提供坚实的研究基础。但是,海量的基因组数据量加大了研究基因组数据特征的难度。本文中,我们讨论了研究基因组时代动物育种研究中基因组数据基本特征及其必要的统计学基础。此外,我们还提供了分析基因组特征的简单示例和Julia语言代码。在此基础上,我们讨论了在全基因组测序数据和系统分析等情况下,基因组数据基本特征分析所面临的挑战。