综述文章:基因组编辑助力作物改良和未来农业
通过基因组的定向与特异改造而实现作物的精准设计和培育是作物遗传改良研究的重要问题,基因组编辑有望为该问题的解决提供重要策略与途径。中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞研究组致力于植物基因组编辑技术创新及作物分子设计育种应用的研究。2月12日,Cell在线发表了高彩霞题为Genome Engineering for Crop Improvement and Future Agriculture的综述文章。文章总结了植物基因组编辑的流程,详细介绍了植物基因组编辑遗传修饰类型,包括删除、碱基替换、精准插入和删除、染色体重排;介绍了基于基因组编辑的作物育种新策略及新的育种方法,重点描述了传统育种无法实现的基于基因组编辑的植物改良的最新进展;提出了植物基因组编辑面临的挑战并对未来进行展望。该工作得到中科院战略性先导科技专项(A类)和国家自然科学基金委员会等的资助。基于基因组编辑技术的作物改良的新策略......阅读全文
李家洋等提出植物基因组编辑监管框架
CRISPR/Cas9是靶向基因变化的一种新方法。与其他方法一起,构成了所谓的基因组编辑工具箱的一部分。目前,基因组编辑主要讨论的是医学应用,相继有使用基因组编辑治疗人类疾病的研究出现,例如:CRISPR基因编辑助力肺癌治疗;华人女学者用CRISPR技术改善遗传性失明;我科学家用CRISPR纠正
植物基因组“剪刀”-被成功打造-可编辑基因组任意位置
中科院上海植物逆境生物学研究中心朱健康课题组通过模仿和改造微生物中的一种抵御外源侵染的防护机制,成功开发出能对植物基因组进行精确定点修饰的技术,从而使高效植物分子改良性状成为可能。这一适用于植物的CRISPR-Cas技术就像一把剪刀,可以对基因组中任意感兴趣的位置进行编辑,它的成功开发将革命性地改变
科研人员建立植物基因组引导编辑技术体系
基因组编辑技术可以定向修饰植物基因组,从而大大加速植物育种的进程,是实现作物精准育种的重要技术突破。然而,作物的许多重要农艺性状是由基因组中的单个或少数核苷酸的改变或突变造成的。基于CRISPR/Cas系统的基因组编辑,可利用外源修复模板通过同源重组介导的修复方式(HDR)实现目标基因特定核苷酸
微生物所等发表植物基因组编辑研究综述
序列特异性核酸酶使得基因组编辑成为可能,快速推动了基础和应用生物学的发展。CRISPR-Cas9系统自出现以来,作为可转化植物的基因组编辑工具已得到广泛应用。CRISPR-Cas9对基因组靶位点进行定向切割,造成DNA双链断裂。DNA双链断裂主要通过两种高度保守的机制进行修复,即非同源末端连接(
基因组编辑调控植物内源基因翻译效率的实验流程
上游开放阅读框uORF广泛存在于动植物基因的5’非翻译区,通常能够抑制下游主开放阅读框pORF的翻译。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR/Cas9技术对uORF进行编辑,发现能够显着提高目标基因的翻译效率,建立了利用基因组编辑调控内源基因蛋白质翻译效率的新方法,相关成果
基因组编辑调控植物内源基因翻译效率实验流程发布
上游开放阅读框uORF广泛存在于动植物基因的5’非翻译区,通常能够抑制下游主开放阅读框pORF的翻译。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR/Cas9技术对uORF进行编辑,发现能够显著提高目标基因的翻译效率,建立了利用基因组编辑调控内源基因蛋白质翻译效率的新方法,相关
遗传发育所在植物基因组编辑方法研究中取得进展
基因组编辑技术是最新发展起来的植物基因功能研究及定向育种的重要手段。在植物中实现基因组编辑的常规方法是将序列特异性核酸酶(如CRISPR/Cas9)的编码DNA转化植物细胞,稳定表达进而实现对目的基因的定点编辑。这种情况下,CRISPR载体整合在植物染色体中,需通过后代分离获得不含CRISPR/
遗传发育所在植物基因组编辑方法研究中取得进展
基因组编辑技术是最新发展起来的植物基因功能研究及定向育种的重要手段。在植物中实现基因组编辑的常规方法是将序列特异性核酸酶(如CRISPR/Cas9)的编码DNA转化植物细胞,稳定表达进而实现对目的基因的定点编辑。这种情况下,CRISPR载体整合在植物染色体中,需通过后代分离获得不含CRISPR/
Nat-Biotechnol:高彩霞团队开发植物基因组引导编辑技术
许多遗传和育种研究表明,点突变和插入/缺失(插入和缺失, indel)可以改变农作物的优良性状。尽管核酸酶启动的同源介导修复(homology-directed repair, HDR)可以产生这种变化,但它受到效率低的限制。碱基编辑器是用于进行碱基转换的强大工具,但不能用于进行碱基颠换、插入或
基因组编辑调控植物内源基因翻译效率的实验流程公布
上游开放阅读框uORF广泛存在于动植物基因的5’非翻译区,通常能够抑制下游主开放阅读框pORF的翻译。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组率先利用CRISPR/Cas9技术对uORF进行编辑,发现能够显着提高目标基因的翻译效率,建立了利用基因组编辑调控内源基因蛋白质翻译效率的新方法,相关
体内基因组编辑介绍
这应该是最受期待的基因治疗方法,即使用基因编辑技术直接修改体内突变的靶DNA,消除致病基因,恢复身体功能。这种方法的优点是可以治愈这种疾病。例如,在亨特综合征或血友病A患者中,尿酸-2-硫酸酯酶(IDS)或凝血因子-8在体内没有正常表达。如果将IDS或八因子基因插入基因组,它可以终身正常表达;缺点是
高彩霞研究组等合作建立优化植物基因组引导编辑系统
近日,中科院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组与美国哈佛大学刘汝谦研究组合作,建立并优化了适用于植物的引导编辑系统(PPE),并在重要农作物水稻和小麦基因组中实现精确的碱基替换、增添或删除。相关成果近日在线发表于《自然—生物技术》。 基因组编辑技术可以定向修饰植物基因组,从而大大加速植物育种进
遗传发育所等联合研究建立植物基因组引导编辑技术体系
基因组编辑技术可以定向修饰植物基因组,从而大大加速植物育种的进程,是实现作物精准育种的重要技术突破。然而,作物的许多重要农艺性状是由基因组中的单个或少数核苷酸的改变或突变造成的。基于CRISPR/Cas系统的基因组编辑,可利用外源修复模板通过同源重组介导的修复方式(HDR)实现目标基因特定核苷酸
遗传发育所利用CRISPRCas系统对植物进行定点基因组编辑
CRISPR-Cas系统是继锌指核酸酶(ZFNs)和TALEN核酸酶之后的另一个可精确定点编辑基因组DNA的新技术,具有设计构建简单快速等优点。目前已在人类细胞系、斑马鱼、小鼠、果蝇和酵母等多个物种中利用,但CRISPR-Cas系统能否在植物中使用尚无报道。 中国科学院遗传与发育生物学研究
遗传发育所在植物基因组编辑突变体筛选方法研究取进展
如何快速高效进行突变体检测和鉴定是植物基因组编辑技术迅速发展面临的重要问题之一。目前植物基因组编辑突变检测方法主要包括PCR/RE、T7EI错配切割、临界退火温度PCR (ACT-PCR)、Sanger测序和二代测序(NGS)等。以上所有的检测方法都基于PCR反应,且都有各自的不足之处。PCR/
首个植物基因编辑安全证书!
4日,从山东舜丰生物科技有限公司(以下简称舜丰生物)获悉,农业农村部发布《2023年农业用基因编辑生物安全证书批准清单》,下发全国首个植物基因编辑安全证书,该证书由舜丰生物获得。 基因编辑是世界生物育种领域的前沿技术。与转基因不同,基因编辑育种仅对作物自身基因进行修饰,并不转入其他物种的基因,
中科院开发基于内源CRISPR系统植物病原菌基因组编辑方法
高效便捷的基因组操纵技术可推动病原菌致病机理的研究。水稻是世界上主要的粮食作物,由水稻白叶枯菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)引起的水稻白叶枯病是威胁水稻生产的主要病害之一。近日,中国科学院微生物研究所邱金龙团队利用水稻白叶枯菌内源CRISPR-Cas系统,建立
Science解析热点基因组编辑工具
近来,Cas9酶作为一种有力的新基因组编辑工具,引起了人们极大的研究热情。现在加州大学伯克利分校的研究人员,首次成像了这种酶的精细三维结构,这一成果无疑会进一步提高Cas9的应用价值。文章于二月六日发表在Science杂志上。 加州大学的生化学家Jennifer Doudna和生物物理学家
人类基因组编辑指南
人类基因组编辑在研究和治疗方面不断取得进展,同时也在世界各地的科学家中引发了伦理问题。 一方面,技术进步可以使医生能够修改那些包含在精子和卵子中的种系基因,防止后代罹患毁灭性的遗传疾病。但与此同时,基因编辑改变人类遗传的可能性,也警示着许多科学家,促使他们认为应该无限期禁止种系编辑。
中美科学家联合研究构建植物CRISPRCas12b基因组编辑系统
2020年03月09日,美国马里兰大学Yiping Qi博士及电子科技大学张勇教授课题组合作于《Nature Plants》发表了题名《CRISPR-Cas12b enables efficient plant genome engineering》的研究论文。该研究针对植物(水稻)基因组结构及
华南植物园猕猴桃多重高效基因组编辑系统研究取得进展
猕猴桃因其丰富的营养价值和独特的风味而成为重要的全球性新兴水果。随着我国及世界猕猴桃产业的发展,如何快速高效地创制优异特色新种质并培育新品种,成为制约产业发展的关键。目前,基于成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白(clustered regularly interspa
Science:新技术实现精确基因组编辑
麻省理工学院、布洛德研究所以及洛克菲勒大学的研究者开发出了一种新颖的技术,可以通过添加或去除基因来对活细胞的基因组进行修改。研究者表示,这种技术易于操作且成本低,可以用于对产生物燃料的生物将进行基因工程操作,设计用于人类疾病研究的动物模型,开发新的疾病疗法,以及其他的潜在应用
基因组编辑为罕见病带来希望
对于患有重症联合免疫缺陷(SCID)的婴幼儿来说,一个简单的感冒或耳部感染都可能是致命的。他们出生时就具有一个不完整的免疫系统,也被称为“泡泡男孩”或“泡泡宝宝”,即使很最温和的细菌他们也不能抵御。他们通常生活在无菌的、孤立的环境以避免感染,即便这样,大多数患者都不会活过一年或两年。这
Science发表CRISPR基因组编辑重要成果
利用两种互补的分析方法,Whitehead研究所和麻省理工学院-哈佛大学Broad研究所的科学家们,第一次在人类基因组中鉴别出了人类细胞系或培养人类细胞生存及增殖必需的基因宇宙。 他们的研究结果和在该研究中开发出的材料,不仅为全球科研团体提供了宝贵的资源,还可应用于发现各种人类癌症药物可靶向的
Nature子刊:为基因组编辑保真
有时生物学很残酷,在健康和致命疾病之间,往往只有一个遗传密码的差异。尽管人们一直在研究这些微小改变引发的疾病,但在人类干细胞中对其进行重现依然颇具挑战。 现在,Gladstone研究所的科学家们开发了一个新技术,能够帮助人们对人类基因组进行有效的单碱基编辑,文章发表在近期的Nature
Nature子刊:基因组编辑终结贫血
澳大利亚新南威尔士大学的研究人员发现,改变红细胞中DNA的单个碱基,可提高它们生产携氧血红蛋白的能力。这项成果于5月14日在线发表在《Nature Communications》上,有望带来镰状细胞贫血及其他血液疾病的治疗。 研究人员利用TALENs基因组编辑技术,将一个有益的、天然存在的遗
Nature子刊:基因组编辑新技术
许多的实验室都在利用近期发现的一种细菌和古细菌天然防御机制作为基因组编辑工具。与真核生物的RNA干扰过程相似,这一CRISPR-Cas系统通过序列特异性切割外源核酸,保护了原核生物免受病毒攻击。而CRISPR-Cas系统有可能发生非特异性靶向,导致基因组别处突变,也引起了人们越来越多的关注。
-Nature:鼓励讨论编辑人类胚胎基因组
上月,科学家成功编辑人类胚胎基因组的消息不出所料让人们大吃一惊。这项研究之所以如此引人瞩目,是因为它改变了人类生殖细胞;这也意味着,该技术如果在可存活的胚胎中实现,编辑后的基因变化会遗传给所有的后代。社会该对此作何反应?该如何看待其他当前正在进行的,或是未来可预见的类似实验?又该如何应对呢?
Science:人类基因组编辑指南
人类基因组编辑在研究和治疗方面不断取得进展,同时也在世界各地的科学家中引发了伦理问题。 一方面,技术进步可以使医生能够修改那些包含在精子和卵子中的种系基因,防止后代罹患毁灭性的遗传疾病。但与此同时,基因编辑改变人类遗传的可能性,也警示着许多科学家,促使他们认为应该无限期禁止种系编辑。 来自麦
科学家改进基因编辑技术CRISPR-有望加速细胞基因组编辑
CRISPR作为一种强大的基因编辑工具,其能够帮助科学家们以惊人的精确度对DNA进行修剪,但追踪这些改变对基因功能的影响常常比较耗时,研究人员当前仅能一次对一种编辑进行分析,而这个过程需要花费数周时间。图片来源:www.phys.org 近日,一项刊登在国际杂志Nature Genetics上