基因组编辑技术及其在合成生物学中的应用
发布时间：2021-08-03 08:06
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。
【文章来源】：合成生物学. 2020,1(04)
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
CRISPR系统在合成生物学中的应用
为了更便捷地使用CRISPR/Cas9系统，研究人员对其进行了一些优化。Jinek等[4]通过一段GAAA序列将cr RNA的3?端与tracr RNA的5?端融合在一起，形成了单链引导RNA (single guide RNA,sg RNA），在不影响效率的同时简化了系统组分（图1）。此外，Zhang课题组[3]对Sp Cas9蛋白进行密码子优化，并加入核定位信号，提高了Sp Cas9蛋白转运到哺乳动物细胞核内的效率。有研究表明，sg RNA在哺乳动物细胞内的表达水平较低，限制了CRISPR/Cas9系统的应用[38]。因此Chen等[39]对sg RNA的骨架结构进行了优化：他们将sg RNA茎环结构中第4个连续的U替换为A，避免了PolⅢ启动子的提前终止；同时他们将sg RNA骨架上的发夹结构延伸了5对碱基，以便Sp Cas9与sg RNA的结合。基于以上的优化，CRISPR/Cas9系统只需要导入Cas9与sg RNA即可实现高效的基因组编辑。1.2.4 多种CRISPR/Cas系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid improvement of grain weight via highly efficient CRISPR/Cas9-mediated multiplex genome editing in rice[J]. Rongfang Xu,Yachun Yang,Ruiying Qin,Hao Li,Chunhong Qiu,Li Li,Pengcheng Wei,Jianbo Yang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(08)
本文编号：3319262
【文章来源】：合成生物学. 2020,1(04)
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
CRISPR系统在合成生物学中的应用
为了更便捷地使用CRISPR/Cas9系统，研究人员对其进行了一些优化。Jinek等[4]通过一段GAAA序列将cr RNA的3?端与tracr RNA的5?端融合在一起，形成了单链引导RNA (single guide RNA,sg RNA），在不影响效率的同时简化了系统组分（图1）。此外，Zhang课题组[3]对Sp Cas9蛋白进行密码子优化，并加入核定位信号，提高了Sp Cas9蛋白转运到哺乳动物细胞核内的效率。有研究表明，sg RNA在哺乳动物细胞内的表达水平较低，限制了CRISPR/Cas9系统的应用[38]。因此Chen等[39]对sg RNA的骨架结构进行了优化：他们将sg RNA茎环结构中第4个连续的U替换为A，避免了PolⅢ启动子的提前终止；同时他们将sg RNA骨架上的发夹结构延伸了5对碱基，以便Sp Cas9与sg RNA的结合。基于以上的优化，CRISPR/Cas9系统只需要导入Cas9与sg RNA即可实现高效的基因组编辑。1.2.4 多种CRISPR/Cas系统
【参考文献】：
期刊论文
[1]Rapid improvement of grain weight via highly efficient CRISPR/Cas9-mediated multiplex genome editing in rice[J]. Rongfang Xu,Yachun Yang,Ruiying Qin,Hao Li,Chunhong Qiu,Li Li,Pengcheng Wei,Jianbo Yang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(08)
本文编号：3319262
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3319262.html
