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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>>

吉林大学
吉林大学

CRISPR/Cas9系统抑制猪伪狂犬病毒增殖的体外研究

猪伪狂犬病(Pseudorabies,PR)是由伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)引起的一种极具威胁性的传染病,是我国养猪业重点防控的病毒性传染病之一,在全球范围内造成了巨大的经济损失。疫苗接种是目前防控PRV最重要的措施之一,但近几年PRV变异株的出现及其在多个省份引发的PRV疫情,给PRV防控带来新的挑战。因此,寻找快速检测PRV病原体的方法及有效控制PRV感染的策略至关重要。本研究建立了一种快速、敏感、特异的检测PRV的SYBR Green实时定量PCR方法。该体系的关键是特异性靶向PRV g D基因、扩增大小195 bp的实时定量PCR引物。结果显示,在92℃时存在PRV特异性扩增熔解曲线;在检测样品及阴性对照中无引物二聚体及非特异性扩增产物,并且具有良好的灵敏度,能检测到100 copies/μL的样品。本研究建立的SYBR Green实时定量PCR能够快速准确的检测PRV。CRISPR/Cas...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

《自然辩证法研究》2017年07期
自然辩证法研究

“设计婴儿”中基因编辑技术的伦理风险及消解

当前,“设计婴儿”的这种期望从技术层面而言已更进一步,第三代试管婴儿技术的运用即胚胎移植前遗传学诊断(PGD)即为其开端,而基因编辑技术可以在基因组水平上进行精确的基因编辑,实现更快速、准确地对基因组进行改变,可以对胚胎细胞按照既定目标进行基因编辑从而达到“设计婴儿”的目的[1]。基因编辑技术的应用不仅存在改变正常基因结构的生物学风险,也可能引发纠缠不休的社会伦理风险,而后者也许更值得我们关注。一、“设计婴儿”中基因编辑技术应用的伦理风险类型关于现代技术与风险的讨论目前有很多。而“设计婴儿”中基因编辑技术的应用所产生的伦理风险指在“人与人、人与社会、人与自然、人与自身的伦理关系方面由于正面或负面影响可能产生的不确定事件或条件,尤指其产生的不确定的伦理负效应。一旦这种负效应产生,将会给人—自然—社会这一复杂系统带来灾难性的后果”[2]。伦理风险是技术应用的附属产物,不可剥离,我们不能完全摒弃它,尤其是全球化时代显现的文化鸿沟或差异...  (本文共4页) 阅读全文>>

《科技视界》2017年02期
科技视界

基于CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展

早在1987年,CRISPR序列由日本科学家在大肠杆菌中发现[1],但由于这段序列的功能无法确定,因此该发现一直未引起人们的注意,随后,研究人员研究发现这种间隔重复序列广泛存在于细菌和古细菌的基因组中,随着人们对该结构的逐渐了解,2002年,这种结构被正式定义为CRISPR。2005年,研究人员发现CRISPR的间隔序列可以识别并结合特定的噬菌体DNA序列,从而使得CRISPR序列在获得性免疫中发挥作用。2008年,Marraffini等[2]发现细菌CRISPR系统能够阻止外源质粒的转移,并首次利用实验验证了CRISPR系统的功能,科学家们也由此揭开了研究CRISPR系统作用机制的序幕。1 CRISPR的结构与分类CRISPR作为一种特殊DNA重复序列,主要由多段长度为25 50bp长度的高度保守重复序列和26 72 bp长度的间隔序列串联而成。同一个CRISPR位点中的重复序列一般具有极高的保守性,5’端与3’端部分尤为保守...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国畜牧兽医》2017年08期
中国畜牧兽医

基因编辑技术及其应用的研究进展

基因编辑技术是一项对生物体内源基因进行精准定点修饰的技术。随着不同物种基因组测序的进行,基因编辑技术成为定点修饰生物体靶向基因、改造生物体生长性状的重要工具。1986年,Thomas等[1]将基因打靶技术和同源重组相结合,成功向新霉素抗药基因缺陷的细胞中引入抗药基因,从而恢复了细胞的抗药性,这是最早出现的对基因进行编辑的方法。但是传统的基因编辑技术存在物种限制、打靶效率低、操作复杂、耗时长等缺陷。近年来,基因编辑技术得到快速发展,基因编辑的工具越来越多,且效率越来越高,其中以锌指核酸酶(ZFN)、类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)以及规律重复短回文序列簇(CRISPR/Cas)的应用最为广泛。这些工具在理论上可以对任意物种的基因序列进行定点改造,它们首先作用于靶向基因序列,通过各种切割酶使靶向DNA双链断裂(DSB),并通过DNA自身启动非同源末端连接(nonhonologous end-joining,NHEJ)和同源重...  (本文共7页) 阅读全文>>

《世界农业》2017年09期
世界农业

欧美基因编辑技术法律规制现状与借鉴

(1)第四代基因编辑技术存在争议,本文不做讨论。2015年,第三代基因编辑技术CRISPR-Cas9的出现被《科学》杂志评为当年最佳科学奖。该技术的出现势必会深深影响人类社会的发展,被誉为是生物科技迄今为止的最大突破(1)。第三代基因编辑技术是通过在现有的基因组合上,对目的基因序列甚至是单个的核苷酸进行替换、修改或插入的行为,是一种外源式的DNA基因工程技术。该技术的出现意味着人类对基因进行重新定位、精准修改成为可能,也意味着人类可以对基因的表达顺序进行控制。如此,就可以将基因编辑技术广泛应用于农业生产、医学治疗、生态保护、物种救助等多个领域。尽管其应用前景是广阔的,但基因编辑技术所产生的风险也是难以评估的,其风险的潜在性和不确定性仍然存在。当前,世界各国并没有相应的法律体系来对基因编辑技术进行规制,各国以转基因为核心的生物技术规制法律体系难以应对基因编辑技术发展的需要,基因编辑技术的应用会将生物伦理问题提升到一个新的高度。诚然...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国医学伦理学》2017年08期
中国医学伦理学

CRISPR/Cas9基因编辑技术在临床研究中的伦理审查问题探讨

重庆400037)1 CRISPR/Cas9基因编辑技术2013年诞生的CRISPR/Cas9基因编辑技术比ZFNs技术和TALENs技术有准确性高、脱靶率低、技术要求简单、易操作和价格低廉的优点[1]。理论上每个基因均可由CRISPR/Cas9编辑,例如用CRISP R/Cas9技术编辑生殖细胞的致病单基因,可彻底解决某些家族遗传病。但CRISPR/Cas9基因编辑技术仍存在Cas9蛋白不能对任意序列进行切割和导致切割其他非特异位点即较高脱靶效应的缺点。即使《科学》杂志2015年底报道美国麻省理工学院张锋教授团队创建3个新版本的Cas9酶具有更低的CRISPR脱靶效应,却仍不能保证其安全性和研究合法化的充足理由[2]。迄今尚无基因编辑技术的准确率达到100%,而编辑人类生殖细胞必须达到100%的准确率。即使有100%准确率,也不能随意编辑人类生殖细胞。主要涉及被改造基因带来的深远影响无法预测,不可逆改造的生殖遗传无法纠错,影响...  (本文共5页) 阅读全文>>