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设计基因编辑位点的网站解读_设计基因编辑位点的网站推荐(2024年12月精选)

内容来源：东为网络所属栏目：新闻更新日期：2024-12-02

设计基因编辑位点的网站

【水稻育种新突破：Cas9-PE让基因编辑更精准】11月12日，中国水稻研究所/水稻生物育种全国重点实验室王克剑研究员团队及中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室李家洋院士团队在期刊Trends in Biotechnology上发表论文网页链接。该研究开发了一种名为Cas9-PE的新型多基因编辑工具，能在水稻中同时实现精准编辑和位点特异性随机突变。该系统在T0代成功获得无外源转基因成分的多基因编辑植株，为分子设计育种提供技术支持，具有高度的实用性和安全性。

𐟧쨴觲’载体构建全攻略✨ 𐟔 你是否对质粒载体构建感到困惑？别担心，这篇攻略将带你一步步了解整个流程！ 𐟒ᠪ*质粒载体设计** * **优化序列**：通过突变或重组技术，提升质粒在宿主细胞中的复制效率和稳定性。 * **添加元件**：为质粒添加启动子、终止子等，增强其功能和表达效率。 * **多克隆位点**：设计并插入多克隆位点，提供多个独特的酶切位点，方便插入外源基因。 * **高拷贝数质粒**：改造质粒以增加其在宿主细胞中的拷贝数，提高外源基因的表达量。 𐟔젪*质粒载体类型** * **克隆载体**：按用途分类，包括原核载体、真核表达载体等。 * **表达调控载体**：体外转录载体、基因表达载体等，用于实现基因的表达调控。 𐟛𐯸 **重组蛋白表达载体** * **特点**：含有目标蛋白筛选、纯化的特定标签元件。 * **限制**：成本高，放大困难，部分蛋白因结构复杂而无法高效表达。 𐟒‰ **非编码RNA表达载体** * **特点**：调控基因表达，引发免疫反应。 * **应用**：研究非编码RNA生物学功能，治疗某些由异常基因表达引起的疾病。 𐟔꠪*CRISPR Cas9敲除载体** * **特点**：基于CRISPR-Cas9系统的基因敲除工具，具有高度的RNA识别和切割能力。 * **应用**：编辑对象包括DNA和RNA，广泛应用于各种生物体系。 𐟒ᠪ*常见问题及解决方案** * **重组效率低**：优化酶切、连接条件，或尝试使用不同的连接酶。 * **外源基因片段丢失**：检查酶切位点是否正确，避免使用非特异性酶切。 * **重组质粒不稳定**：在质粒载体上加入稳定序列，如复制原点、选择标记等。 ✨ 现在，你是否对质粒载体构建有了更清晰的了解呢？赶快行动起来吧！

CRISPR/Cas9基因编辑全流程详解你知道CRISPR/Cas9技术吗？这是一种强大的基因编辑工具，能够在特定DNA位点进行精准编辑。今天，我们来详细讲解CRISPR/Cas9的原理和操作步骤，帮助你更好地理解这项技术。 𐟔 原理 CRISPR/Cas9技术的核心是CRISPR（成簇的规律间隔的短回文重复序列）和Cas9（CRISPR相关蛋白9）两种成分。CRISPR是一段特殊的DNA序列，用于记录病毒入侵的历史，并通过间隔序列存储病毒的DNA片段。Cas9则是一种核酸酶，能够在特定DNA序列上切割双链DNA。在基因编辑过程中，研究人员首先设计一条与目标DNA序列互补的单链RNA引导分子（sgRNA）。这条sgRNA能够携带Cas9蛋白，通过碱基互补配对的方式精确找到目标DNA序列。一旦定位成功，Cas9蛋白就会在sgRNA的引导下切割目标DNA双链，产生DNA双链断裂（DSB）。细胞在修复这些DSB时，可以通过两种主要机制进行：非同源末端连接（NHEJ）和同源定向修复（HDR）。在没有同源模板的情况下，NHEJ机制会被激活，导致目标基因被删除或产生插入/缺失突变，从而实现基因的敲除。而HDR机制则允许在DSB处外源DNA模板，实现精确的基因插入或替换。 𐟛 ️ 操作步骤设计sgRNA 选择目标基因中的合适靶点序列。使用专门的软件（如CRISPRDesign Tool）设计sgRNA序列，确保其具有高度的特异性和准确性。制备sgRNA 通过体外转录技术或化学合成方法制备sgRNA。验证sgRNA的纯度和完整性，通常使用凝胶电泳等技术进行。构建CRISPR/Cas9系统将Cas9编码序列和sgRNA序列克隆到适当的载体中，如质粒或病毒载体。确保CRISPR/Cas9系统能够在细胞中稳定表达。转染细胞使用基因转染、电穿孔或病毒介导转导等方法将CRISPR/Cas9系统导入目标细胞。根据细胞类型和转染效率选择合适的转染方法。筛选和鉴定基因编辑细胞使用特定的筛选标记（如荧光蛋白或抗生素抗性基因）富集成功转染的细胞。通过分子生物学方法（如PCR和测序）验证目标基因的编辑情况。筛选出具有目标基因敲除、插入或替换的细胞克隆。功能验证研究编辑后细胞的表型变化和功能影响，如细胞增殖、分化、迁移等。使用流式细胞术、Western Blotting（WB)或免疫组化等技术检测目标蛋白的表达情况。 CRISPR/Cas9技术通过精确识别和切割目标DNA序列，结合细胞自身的修复机制，实现了对基因的敲除、插入或替换。其操作方法包括设计sgRNA、制备CRISPR/Cas9系统、转染细胞、筛选和鉴定基因编辑细胞以及功能验证等步骤。这一技术为基因编辑领域带来了巨大的变化，并在微生物工程等领域展现出广阔的应用前景。

增强子调控马铃薯低温糖化现象的分子机制马铃薯块茎（也叫土豆）的细胞中含有大量的淀粉，这些淀粉主要储存在一种称为“造粉体”的质体中。在低温储藏时，这些淀粉会通过淀粉磷酸化途径和水解途径转化为蔗糖，进一步水解成葡萄糖和果糖（还原糖），这种现象被称为低温糖化。低温糖化的马铃薯在油炸时容易形成丙烯酰胺（2A类致癌物）。液泡转化酶VINV是低温糖化过程中负责蔗糖水解的关键酶，其基因表达受到非启动子依赖的低温诱导。近期，安徽农业大学和美国密歇根州立大学的研究人员（THE PLANT CELL 2024: 36: 1985–1999）揭示了内含子增强子响应低温调控VINV基因表达的模型。根据马铃薯的全基因组超敏感位点图谱，研究人员推测VINV基因的第二个内含子存在增强子（enhancer，VINVIn2En），并通过实验验证了这一推测。进一步在拟南芥中进行截短分析，最终将增强子确定在200bp的区域，并通过CRISPR/Cas9系统进行基因编辑以确认VINVIn2En对VINV基因表达和低温诱导糖化的功能。 VINVIn2En的序列分析显示，其存在多种转录因子结合位点，包括CBF/NF-Y、TCP和GATA等类型的转录因子。低温响应转录因子CBF调控植物耐冷机制研究较为明确，VINVIn2En是否通过CBF通路响应低温，增加可溶性糖浓度可能是其中机制之一。尽管VINVIn2En在拟南芥中起作用，但其报告基因GUS并未受到低温诱导。根据序列的进化分析，发现VINVIn2En在某些茄属物种高度保守，而在矮牵牛、烟草和拟南芥等植物中无相似序列。

Cre-loxP：基因编辑神器 Cre-loxP系统是一种非常强大的位点特异性重组系统，它在基因打靶和基因编辑中有着广泛的应用。这个系统的工作原理其实并不复杂，但它的效果却非常惊人。 Cre-loxP系统在基因打靶中的应用 𐟎首先，让我们来看看Cre-loxP系统在基因打靶中的使用方法。通常，这个过程分为两个主要步骤。第一步是在胚胎干细胞的基因组中引入loxP序列。这个序列就像是一个标记，告诉细胞在哪里进行重组。接下来，通过Cre介导的重组来实现靶基因的遗传修饰或改变。这个过程可以在细胞水平上进行。你可以通过转染Cre重组酶表达质粒到靶细胞中，让Cre酶识别并结合loxP位点，从而将抗性标记基因切除。也可以在个体水平上进行，通过将重组杂合子小鼠与Cre转基因小鼠杂交，筛选出删除外源标记基因的条件性敲除小鼠。还有一种更高级的方法，就是将Cre基因置于可诱导的启动子控制下，通过诱导表达Cre重组酶，将loxP位点之间的基因切除，实现特定基因在特定时间或组织中的失活。 Cre-loxP系统的分子机制 𐟔슊那么，Cre-loxP系统是如何工作的呢？它的分子机制主要包括Cre酶的识别与结合、分子重组与解旋。Cre酶能够识别并结合loxP位点，诱导位于这两个位点之间的DNA重组。这个过程导致两个loxP位点之间的DNA序列被删除、反转或易位。 Cre-loxP系统的优点 𐟌Ÿ Cre-loxP系统的优点包括高效性、时空特异性和应用范围广。它不仅可以实现目的基因在特定组织中的改造，还可以实现目的基因在特定时间的表达。具体的方法就是更加精准的诱导型Cre-loxP系统。总结 𐟓 总的来说，Cre-loxP系统是一个非常强大且灵活的工具，它在基因编辑和基因打靶中有着广泛的应用。无论是在细胞水平还是个体水平，它都能帮助我们精确地操控基因，为科研和医学研究提供了无限可能。

微生物实验外包服务全解析我们提供全方位的微生物实验外包服务，涵盖多种实验类型，满足您的不同需求。以下是我们的一些特色服务： 𐟔젥𞮧”Ÿ物检测与药效评价：我们能够进行各种微生物检测，包括药效评价实验，帮助您了解微生物的特性。 𐟌🠧”Ÿ物膜培养与检测：通过生物膜培养检测实验，我们可以评估微生物在特定环境下的生长和代谢情况。 𐟔젍LST分型检测：利用MLST分型检测技术，我们可以对微生物进行基因分型，帮助您了解其遗传多样性。 𐟌𑠨Œ株分离与培养：我们提供菌株分离培养实验，帮助您从复杂样品中分离出目标微生物。 𐟍𗠩…𕦯双杂实验：通过酵母双杂实验，我们可以研究蛋白质之间的相互作用，揭示微生物的代谢途径。 𐟔젥䚩‡PCCR检测：利用多重PCCR检测技术，我们可以同时检测多个基因位点，提高实验效率。 𐟔젥𞮧”Ÿ物基因编辑：我们提供微生物基因编辑服务，包括细菌/真菌敲除菌株构建、过表达菌株构建等。 𐟔젦𒉩𛘦 ꤸŽ突变体文库构建：通过构建沉默株和突变体文库，我们可以研究微生物的基因功能和代谢途径。 𐟔젨𝬥𚧥퐦’入单点鉴定：利用转座子插入单点鉴定技术，我们可以精确地定位突变位置，帮助您了解基因的功能。无论您需要进行哪种类型的微生物实验，我们都能提供专业的服务，满足您的需求。

【科研进展】赵方庆团队综述环形RNA药物设计环形 RNA（circular RNA,circRNA）是一类广泛存在于真核细胞中的内源性非编码 RNA 分子，在生物体发育过程中发挥着重要作用。其独特的环状结构使其免受外切酶降解，因此比线性 RNA 更加稳定。自 2010 年代初以来，circRNA 在 RNA 适配体、 guide RNA 等领域的应用受到了广泛关注，近年来甚至被用于 SARS-CoV-2 疫苗的研发。随着 circRNA 设计及体外和体内合成技术的不断进步，其在大规模工程化生产中的潜力日益显现，有望成为一种稳定且低免疫原性的 RNA 治疗手段。 2024 年 11 月 21 日，中国科学院动物研究所赵方庆团队在 Nature Reviews Bioengineering 发表了题为 “Engineering circular RNA medicines” 的综述文章。该综述详细总结了 circRNA 药物的设计与开发，并重点阐述了环形 RNA 药物设计的关键要素。文章还概述了 circRNA 在疾病预防与治疗方面的最新进展，并展望了 circRNA 作为生物医学新兴领域的重要转化前景。与传统的信使 RNA (mRNA) 不同，circRNA 是一种独特的单链非编码 RNA，其封闭的环状结构通过反向剪接机制生成，即下游剪接供体与上游剪接受体结合形成闭合环。天然 circRNA 可通过编码蛋白质、结合 miRNA、或与 RNA 结合蛋白相互作用等途径调控基因表达。研究表明，工程化 circRNA 在治疗和基因调控领域展现出巨大的潜力（图 1）。通过引入内部核糖体进入位点（IRES）或 N6-甲基腺苷（m6A）修饰，circRNA 可实现帽非依赖性的蛋白质翻译，从而成为稳定的免疫和治疗蛋白传递平台。此外，基于环状开放阅读框的设计，circRNA 能够通过读框移位等机制合成比其编码序列更长的蛋白质。在调控层面，circRNA 可通过海绵机制吸附 miRNA，或通过与 RNA 结合蛋白交互以及反义互补作用，调节基因表达。在基因编辑领域，环形导向 RNA (gRNA) 已展示出更高效、持久的 A-to-I RNA 编辑效果，并成功应用于多基因编辑的 CRISPR 系统开发。由于其独特的环状结构，circRNA 相较于线性 RNA 具有更高的稳定性和更长的半衰期。然而，circRNA 的生产过程涉及额外的环化与纯化步骤，亟需开发更高效的环化平台，以减少外源序列的引入并降低免疫原性风险。本文总结了体外和体内合成 circRNA 的主要策略。在体外合成方面，可采用化学连接、酶促连接或核酶催化等方法生成 circRNA，随后进行严格的纯化以提高产品质量。对于体内合成，则通过将质粒 DNA 运送至靶细胞，利用反向剪接或转录后自动催化裂解等机制实现 circRNA 的表达。 circRNA 的高稳定性为其在疫苗和治疗领域提供了独特优势。尽管目前多数 circRNA 研究仍处于设计和临床前测试阶段，其在感染性疾病疫苗和癌症免疫治疗中的转化潜力不容忽视。与传统线性 mRNA 疫苗相比，circRNA 能够在体内实现长期表达，从而产生更持久的免疫反应。例如，在小鼠模型中，基于 circRNA 的狂犬病疫苗通过甘露糖修饰的脂质纳米颗粒展现出出色的稳定性和更强的抗体反应。此外，circRNA 疫苗还可用于癌症免疫治疗，通过编码肿瘤抗原激发免疫反应。例如，circRNAOVA-luc 疫苗在小鼠黑色素瘤模型中成功诱导抗肿瘤免疫反应，并有效抑制肿瘤进展。同时，特异性设计的 circFAM53B-219 抗原肽在乳腺癌患者中表现出肿瘤特异性的免疫活性。这些研究结果表明，circRNA 疫苗不仅可以用于预防感染性疾病，还为癌症免疫治疗提供了创新性方案。随着全长 circRNA 测序技术的突破以及人工智能辅助生物信息学算法的优化，circRNA 的设计和安全性问题有望得到更全面的解决。例如，RNA 语言模型已经用于优化 mRNA 的 5′ UTR 序列，并成功设计出新的功能性核酶，这一策略预计能进一步提升 circRNA 的稳定性和翻译效率。在未来几年中，随着 circRNA 生产工艺的持续改进和生物信息学技术的不断进步，circRNA 有望在感染性疾病疫苗、癌症免疫治疗以及罕见病替代疗法等领域实现快速发展。该综述由中国科学院动物研究所赵方庆研究员团队成员曹晓菲、蔡郑依和张金阳共同完成，并获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等资助。论文链接：网页链接阅读原文：网页链接

Cre-LoxP：植物基因编辑神器 ### Cre-LoxP系统简介 𐟌𑊊Cre-LoxP系统是一种在基因编辑中非常强大的工具，它主要由两部分组成：Cre重组酶和LoxP位点。Cre重组酶是一种由噬菌体P1编码的38kDa的单体蛋白，而LoxP位点是该酶的特异性识别序列，由两个反向的13bp回文序列和一个8bp的间隔序列构成。这个系统可以在LoxP位点之间进行DNA切割和重连，从而实现精准的基因编辑。基因敲除的原理 𐟔ꊊ基因敲除的原理就是利用Cre-LoxP系统对目的基因进行特异性重组。具体来说，研究人员会在目的基因的两端分别插入两个LoxP位点。当携带Cre重组酶的载体转染进入细胞或动物模型后，Cre重组酶就会在两个LoxP位点之间切割DNA，导致目的基因被删除或重排，从而实现基因敲除。实验步骤 𐟧ꊦž„建含有LoxP位点的基因序列：在体外构建一个基因序列，该序列在目的基因的两端分别含有一个LoxP位点。将基因序列转入胚胎干细胞：将体外构建好的基因序列转入胚胎干细胞内，使其通过同源重组替代细胞基因组内原来的基因序列。将处理后的胚胎干细胞植入假孕小鼠子宫：经过这样处理的胚胎干细胞被重新植入到假孕小鼠的子宫内，使其重新发育成为一个完整的胚胎，最终成为一只转基因小鼠。获得Cre重组酶转基因小鼠：第二只转基因小鼠一般通过卵母细胞注射或胚胎干细胞技术获得，在这只小鼠中，Cre重组酶被置于某特定基因启动子的调控之下，使其能在特定条件下表达。两只小鼠交配：让含有LoxP位点的转基因小鼠和Cre重组酶转基因小鼠进行交配，产生的子代小鼠会同时含有上述两种基因型。注意事项 ⚠️ 这只是一个基本的实验流程，具体的实验步骤可能会因实验目的、实验条件和实验材料的不同而有所调整。同时，该实验涉及动物实验和基因操作，要遵守相关的伦理和法规。希望这些信息对你有帮助！如果你有任何问题或需要进一步的指导，欢迎随时交流！ 𐟌🀀

基因组分析技术：揭秘生命的奥秘 𐟔 基因组分析技术是一种强大的工具，它可以帮助我们理解生命的复杂性和疾病的本质。以下是几种主要的基因组分析技术：突变检测与基因变异识别 𐟕𕯸‍♂️ 全基因组测序（WGS）：这种技术能够全面检测基因组中的所有变异，包括突变和拷贝数变异（CNV）。它对于癌症和遗传病的研究至关重要，有助于发现致病变异，解析肿瘤异质性，并提高疾病的诊断和预测能力。全外显子组测序（WES）：主要关注编码蛋白质的基因区域，适用于特定疾病的基因诊断和药物反应预测。单细胞基因组测序：这种技术可以分析单个细胞的基因组，揭示细胞间的异质性，对于理解发育和疾病进程非常有用。基因调控与表观遗传分析 𐟌𑊨ᨨ炥Ÿ𚥛 组测序：通过分析基因表达和表观遗传修饰，揭示基因调控的复杂网络。染色质免疫共沉淀测序（ChIP-seq）：这种方法可以定位转录因子与染色质的相互作用，研究基因表达调控的机制。 Hi-C测序：通过分析染色体之间的相互作用，揭示基因组的三维结构，有助于理解基因表达和疾病发生发展的机制。基因关联分析 𐟔— 基因组关联分析（GWAS）：这种方法用于识别疾病与特定基因变异之间的关系，特别适用于复杂性疾病（如心脏病、糖尿病等）的研究。通过GWAS，我们可以更好地理解疾病的遗传基础，为风险预测、药物反应的个体差异和精准医学提供数据支持。基因编辑与功能研究 ✂️ CRISPR基因编辑技术：这种技术能够靶向修饰基因组特定位点，用于功能基因组学和基因治疗研究。通过CRISPR，我们可以研究特定基因的生物学功能，并为基因治疗，尤其是遗传病的治疗提供新的手段。这些技术不仅揭示了生命的奥秘，还为疾病的研究和治疗提供了新的可能。随着技术的不断发展，我们对基因组的理解将更加深入，为人类健康带来更多福祉。

【线粒体DNA片段可广泛整合入核基因组】北京大学胡家志课题组发表论文，发现核基因组编辑过程中线粒体DNA片段可能插入核基因组，同时线粒体DNA编辑也会引发其不稳定并插入核基因组。研究利用PEM-seq方法分析多种基因编辑酶编辑后的情况，证实编辑过程中线粒体DNA碎片可插入核基因组靶向位点，且频率受线粒体DNA稳定性影响。此外，线粒体编辑器也可能导致线粒体DNA插入核基因组。研究还发现在编辑过程中同时表达TREX1或TREX2可以显著降低编辑过程中线粒体DNA的插入。科学[超话] 科普[超话]

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