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CRISPR/Cas:新一代基因编辑技术

基因编辑技术是指对DNA目标序列进行插入、删除或序列改变的操作方法。基因编辑技术的不断发展、创新和改良,推进了对基因生物学功能的研究。在CRISPR/Cas出现之前,科学家只能通过对庞大的突变体库进行筛选,或通过繁琐耗时的同源重组等方式来对DNA进行编辑。CRIS-PR/Cas技术突破了基因编辑的瓶颈,为基因编辑提供了一把精确的手术刀和显微镜。科学家们利用这一技术可对基因进行精确的定位切割,用来删除、插入、替换生物体内的目标基因,从而实现对基因功能的深入研究,或对大片段进行克隆。1 CRISPR/Cas——起源CRISPR/Cas技术的发现源自对细菌自身防御系统的研究。CRISPR/Cas系统是细菌在抵抗病毒、噬菌体等外源DNA的过程中进化发展而来的自我防御系统。科学家发现,当细菌受到病毒攻击时,会作出以切割破坏外源DNA为目标的防御反应。在细菌和古细菌基因组中广泛存在一系列成簇排列、高度保守的DNA重复序列,被称作“规律间隔成...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国科技奖励》2017年03期
中国科技奖励

基因编辑技术会用来改良人类吗?

编辑T细胞成功将一个白血病女婴的病情控制,为其赢得宝贵的治疗时间,之后又有10名儿童接受了类似疗法,这一消息极大地振奋了科学家对于基因编辑治疗疾病的信心。2016年6月,美国批准全球第一个利用CRISPR/Cas9技术进行癌症治疗的人体临床试验。11月,四川大学华西医院肿瘤科主任卢铀团队在国际上率先开展了一例基因编辑技术治疗转移性非小细胞肺癌的临床试验,有望建立肺癌治疗新方法。另外,北京大学已申请利用类似方法治疗另外3种癌症的临床试验,目前正在招募志愿者,计划于2017年实施。有媒体不禁惊呼,基因编辑治疗时代已经到来。其中最令人激动的莫过于用基因编辑技术治疗艾滋病,这也是目前最热门的研究领域。据美国临床试验数据库信息,目前全球已有7项针对艾滋病的基因编辑治疗临床试验正在开展,其中美国Sangamo生物技术公司走在最前面,该公司利用锌指核酸酶技术对T细胞的CCR5基因进行编辑,在针对10位艾滋病患者的临床I期试验中取得良好效果,目...  (本文共2页) 阅读全文>>

《兵器知识》2017年10期
兵器知识

基因编辑技术是柄双刃剑

近期世界吸引眼球之事甚多,但美国的两则报道绝对应引发全球的强烈关注,因为其内容涉及到正在驱动社会重塑的“权重最高、影响最深远”的“最重要核心力量”——基因编辑技术!一则是美联社8月2日题为“首例胚胎基因修复为治疗遗传病带来希望”的报道;另一则是8月10日《新闻周刊》题为“基因编辑如何能解决人类器官移植中的短缺问题”的文章。的确,作为近年来发展起来的可以对基因组完成精确修饰的一项技术,基因编辑技术在基因功能研究、基因治疗、模式动物构建、农作物新品种改造和培育等方面具有极其巨大的应用价值和十分广阔的发展前景。但其另一面是:基因编辑技术亦可使基因武器如虎添翼。以旨在显著降低癌症发病率、死亡率,使癌症可被预防、可被发现、可被治愈的美国“癌症登月计划”为例。癌症是一种基因疾病,治疗癌症需要使用超精密的基因修饰技术来准确检测癌症的突变位点、治疗靶点,进而对病人的癌细胞实施定点清除。这本是造福人类的壮举,可英特尔公司首席医疗官索托斯...  (本文共1页) 阅读全文>>

《科学中国人》2017年20期
科学中国人

关于CRISPR/Cas9基因编辑技术的研究进展及应用前景

1、研究目的所谓的基因编辑技术指的就是研究人员为了使得特定的某种目的能够被达成,而去修饰动物的遗传组成的过程,这以技术综合性以及挑战性相对较强,其对于整个基因遗传学的发展有着极为重要的意义。基因编辑技术的应用能够使得相关人员精确的对DNA进行添加、删除、置换操作,进而使得基因能够依照人们意愿所呈现。CRISPR/Cas9系统是通过对一种RNA的调控来达到DNA修饰的目的的基因编辑工具,其本质为叫锌指核酸酶和转录激活因子样效应物核酸酶,和其他基因编辑工具相比,此种基因编辑工具打靶在标准型以及高效性上所具有的优势性更加明显,并且其在设计上更加容易操作,所具有的特异性也更加突出。2、研究现状CRISPR/Cas9的兴起时间是1987年,研究人员以日本科研人员为主,其在大肠杆菌的基因组中发现了以相互间隔状态所存在的短文序列,这些短文序列的存在可以在一定程度上给予细菌和古细菌免疫性,基于这一点当时就有研究人员提出CRISPR/Cas9可能...  (本文共1页) 阅读全文>>

《生物学教学》2016年11期
生物学教学

基因编辑技术及其应用研究进展

基因编辑技术是修饰特定基因的新型分子工具,包括锌指核酸酶(zinc finger nucleases,ZFNs)法、转录激活类效应因子(transcription activator-like effectornucleases,TALENs)法和成簇规律间隔短回文重复序列核酸酶(clustered regularly interspaced short palin-dromic repeat-associated cas,CRISPR-Cas)法。基因编辑技术可以用来标记任何感兴趣的基因位点,删除或者修饰特定基因序列,分析由基因编辑产生的突变表型则可以探索相关基因元件的功能。本文综述基因编辑技术所涉及的3种酶法及其应用研究进展。1 ZFNs法基因编辑技术1.1锌指蛋白与ZFNs法基因编辑锌指蛋白是在真核生物中分布最广的一类蛋白质,研究表明,人类基因组可能有近l%的序列编码含锌指结构的蛋白网。锌指蛋白是一系列含手指状结构域的转录...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国中药杂志》2017年01期
中国中药杂志

基因编辑技术的研究进展及其在中药研究中的前景展望

基因编辑技术是一项对基因组进行精确定点修饰的技术,可对特定DNA片段进行敲除、加入和替换等,从而在基因组水平上进行精确的基因编辑。此过程模拟了基因的自然突变,修改并编辑了生物的基因组,使研究人员可以在极短时间内模拟自然界漫长时间的基因演变,甚至能够完成自然进化中无法完成的基因组改变。在科研领域,该技术可以快速构建模式动物,节约大量科研时间和经费;在农业领域,该技术可以人为改造基因序列,使之符合人们的要求,研制如改良水稻等粮食作物;在医疗领域,该技术可以更加准确、深入地了解疾病发病机制和探究基因功能,以及改造人的基因,达到基因治疗的目的等。因此,基因编辑技术具有极其广泛的发展前景和应用价值。1基因编辑技术的基本原理锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFN)、转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclea-ses,TALENs)和成簇的、规律...  (本文共7页) 阅读全文>>