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  • 大豆分枝角调控基因CSA1的驯化选择改良株型紧凑性并提升籽粒产量

    大豆作为全球重要的粮食作物,其株型驯化历程中经历了从野生种蔓生散开状到栽培种直立紧凑型的显著转变。野生大豆通常具有宽阔的分枝角(Branch Angle, BA),使植株能够横向扩展以最大化捕获光线;而栽培大豆则表现出较窄的分枝角,这种株型特征有助于提高种植密度,减少植株间竞争,从而提升产量。分枝角是株型架构的关键组成部分,它直接影响植株的紧凑程度,进而影响种植密度和生产力。然而,尽管先前研究通过数量性状位点(QTL)定位鉴定到一些控制分枝角的遗传区域,但具体调控基因及其在大豆驯化中的选择机制仍不明确。为了解析大豆分枝角和株型紧凑性的遗传基础,研究人员开展了大规模的全基因组关联分析(GWAS)

    来源:Plant Communications

    时间:2025-09-26

  • 蓝藻研究中的多参数归一化必要性:基于CRISPRi技术对集胞藻PsbU蛋白的案例剖析

    在蓝藻光合作用研究中,准确评估基因功能对理解光合机制至关重要。PsbU作为光合系统II(PSII)中一个12 kDa的亚基,被认为与放氧复合体(OEC)的热稳定性和结构稳定性相关。此前研究表明,psbU敲除菌株虽然生长未受影响,但氧释放速率显著降低。然而,这些结论多基于单一生物量参数(如光密度或叶绿素含量)的归一化,忽略了细胞形态变化可能带来的偏差。随着蓝藻在生物技术和能源领域的应用日益广泛,精确评估基因功能的需求愈发迫切。为深入探究PsbU的生理功能,德国亥姆霍兹环境研究中心的Maria Christine Veit等人在《Journal of Biological Chemistry》发表

    来源:Journal of Biological Chemistry

    时间:2025-09-26

  • 利用CRISPR-Cas9技术在CB6胚胎中构建Ym1缺陷小鼠模型揭示几丁质酶样蛋白功能与基因复制复杂性

    几丁质酶样蛋白(Chitinase-like proteins, CLPs)作为糖苷水解酶18家族成员,在稳态维持和疾病进程中扮演着重要角色。这类蛋白由活性几丁质酶进化而来,虽失去几丁质降解能力,但仍能结合几丁质,并在2型炎症(如哮喘和线虫感染)中高度表达。人类CLPs如YKL-40(CHI3L1)已被提议作为多种疾病严重程度的生物标志物,而小鼠中的Brp39(Chil1)、Ym1(Chil3)和Ym2(Chil4)也在多种病理模型中上调。然而,由于C57BL/6背景小鼠近期基因复制事件导致Chil3和Chil4基因座复杂性,阻碍了Ym1和Ym2的功能研究。这两个基因位于3号染色体上相邻位置,

    来源:Transgenic Research

    时间:2025-09-26

  • 利用副干酪乳杆菌ATCC334内源性I-E型CRISPR-Cas系统实现基因组编辑

    在益生菌研究与食品工业中扮演重要角色的副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)ATCC334,因其基因功能研究缺乏高效编辑工具而发展受限。本研究聚焦该菌株内源性I-E型成簇规律间隔短回文重复系统(CRISPR-Cas),通过生物信息学手段解析其重复序列、间隔序列及前导序列,成功预测原间隔序列邻近基序(PAM)。团队通过质粒干扰和基因组干扰实验验证PAM准确性,评估内源CRISPR-Cas系统的切割活性,并利用人工微型CRISPR阵列实现精准基因敲除与整合。最终成功构建具有尼古丁降解功能的工程菌株,为乳酸菌的遗传操作和产业化应用开辟了新路径。

    来源:Biotechnology and Applied Biochemistry

    时间:2025-09-26

  • 基于TSA/CRISPR一体化检测系统的高风险动物源传染病快速诊断技术研究

    自2019年新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,快速、便捷的病原体检测技术的重要性日益凸显。现场即时检测(Point-of-care testing, POCT)能够在采样现场直接提供快速诊断结果,极大提升了疫情防控效率。然而,基于等温扩增的POCT技术仍面临引物设计复杂、假阳性率高等技术挑战。为了突破这些限制,研究人员开发了一种集恒温步进扩增(Thermostatic Step Amplification, TSA)与规律间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)技术于

    来源:Journal of Microbiological Methods

    时间:2025-09-26

  • γ-辛内酯诱导橘小实蝇Obp83g-2表达调控机制揭示昆虫气味结合蛋白转录新通路

    在昆虫与环境的化学对话中,气味结合蛋白(Odorant Binding Proteins, OBPs)扮演着关键信使的角色。这些蛋白是昆虫嗅觉系统的前沿哨兵,负责识别和传递环境中的化学信号,引导昆虫完成寻找宿主、交配和产卵等重要行为。尽管大量研究表明气味分子暴露会导致OBPs表达水平的变化,但这种表达改变背后的转录调控机制始终是未解之谜。针对这一科学问题,西南大学植物保护学院的陈小凤等研究人员在《Communications Biology》发表了创新性研究。他们以入侵性农业害虫橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)为模型,聚焦于宿主挥发物γ-辛内酯(一种对雌蝇产卵具有强吸引力的化

    来源:Communications Biology

    时间:2025-09-26

  • 小菜蛾PxGRHPR2基因在宿主植物适应性中的解毒与代谢调控机制研究

    小菜蛾(Plutella xylostella)作为一种广泛危害十字花科作物的鳞翅目害虫,其强大的寄主植物适应能力对可持续农业构成持续威胁。尽管乙醛酸/羟基丙酮酸还原酶(Glyoxylate/Hydroxypyruvate Reductases, GRHPRs)在植物和人类中的功能已被深入解析,但该基因家族在昆虫中的作用机制仍属未知。本研究通过生物信息学分析、表达谱检测和CRISPR/Cas9介导的基因敲除技术,系统研究了小菜蛾GRHPR家族成员PxGRHPR2的功能。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示,PxGRHPR2在幼虫期显著表达,尤其在二龄幼虫和中肠组织中转录水平最高。研究团

    来源:Archives of Insect Biochemistry and Physiology

    时间:2025-09-26

  • 综述:基于核酸探针的基因点突变检测技术进展:综述

    基因突变是遗传学研究中的重要课题,其基本特征是DNA序列的永久性改变,包括点突变、缺失、倒位和易位等类型。其中,点突变的检测因其与多种疾病密切相关,如镰状细胞贫血和β-地中海贫血,一直是科研领域的重点研究方向。然而,点突变通常在样本中丰度较低,给检测技术带来了显著挑战。传统的检测方法如Sanger测序虽然在早期发挥了重要作用,但其过程繁琐且成本高昂,难以满足大规模检测的需求。随着下一代测序(NGS)和第三代测序(TGS)的发展,虽然这些技术在通量和灵敏度方面有所提升,但仍存在读长短、依赖PCR、成本高以及错误率较高等问题。因此,研究者们不断探索基于核酸探针的新技术,以提高点突变检测的效率和准确

    来源:Frontiers in Chemistry

    时间:2025-09-26

  • 利用EMS诱变与多组学技术挖掘小麦抗锈病基因及其应用价值

    通过利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变技术(常用浓度0.3–1.2% v/v)结合多组学分析,研究人员开发了突变组学发现管道(MODP)以加速小麦抗锈病基因的挖掘。EMS可诱导G→A和C→T的碱基转换,导致靶基因突变而丧失抗病性。在M2代群体中,通过接种锈菌病原体并结合高通量表型分析,可高效筛选易感突变体。整合基因组学、转录组学及代谢组学数据,应用突变酶切测序(MutRenSeq)、突变染色体测序(MutChromSeq)、筛选突变等位基因方法(STAM)和突变异构体测序(MutIsoSeq)等分析流程,能够快速克隆致病抗性基因。功能验证通过CRISPR/Cas9基因编辑完成,突变位点经桑格测序或

    来源:TRENDS IN Plant Science

    时间:2025-09-25

  • 综述:细胞外囊泡:抗病毒功能及其在治疗和疫苗中的应用

    细胞外囊泡:抗病毒功能及其在治疗和疫苗中的应用细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)是由几乎所有细胞类型分泌的纳米级膜性囊泡,在病毒感染过程中扮演着复杂的双重角色。它们一方面通过包装完整的传染性病毒颗粒或功能性病毒基因组来促进感染传播,另一方面又通过递送免疫活性物质参与宿主抗病毒免疫应答。此外,EVs本身也能发挥直接抗病毒作用,例如通过与病毒颗粒竞争结合宿主细胞受体(如磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS)受体)来阻断病毒入侵。EVs的生物发生与异质性EVs是由脂质双层膜包裹的异质性颗粒集合体,根据其物理尺寸和生物发生途径主要分为两大类:直径

    来源:iScience

    时间:2025-09-25

  • GATA2通过增强子去功能化机制约束炎症信号传导的新发现

    在血液系统发育和稳态维持过程中,GATA2转录因子扮演着"总指挥"的角色,它通过建立特定的转录组程序来调控造血干细胞/祖细胞(HSPCs)的发育过程。然而,当GATA2功能出现异常时,会引发一系列严重后果——GATA2基因变异可导致GATA2缺陷综合征,患者易发展为骨髓增生异常综合征(MDS)和急性髓系白血病(AML)。此前研究发现,在GATA2缺陷的祖细胞中,炎症相关基因如Irf8、Tlr1、Tlr2、Tlr6以及细胞因子受体基因Il6st和Il6ra表达异常升高,这使得祖细胞基因组对炎症刺激异常敏感。特别值得关注的是,IL6ST/GP130作为一种共享的细胞因子受体亚基,不仅介导IL-6信

    来源:Cell Reports

    时间:2025-09-25

  • 一体化在线PCR设计平台:革新分子生物学与诊断研究的基因分型与合成生物学工具

    在分子生物学研究领域,聚合酶链式反应(PCR)技术自诞生以来已成为基因检测、疾病诊断和基因分型等应用的核心手段。然而,随着研究需求的日益复杂化,传统的PCR引物设计工具逐渐暴露出诸多局限性:现有软件往往功能单一,无法同时满足标准PCR、定量荧光PCR(qPCR)、等温扩增(LAMP)、基因分型(如KASP技术)以及重复序列分析等多场景需求;许多工具在引物设计时过度依赖熔解温度(Tm)而忽略序列复杂性(Linguistic Complexity, LC),导致非特异性扩增风险较高;此外,针对复杂基因组中大量存在的重复序列区域,常规工具缺乏有效的屏蔽和分析能力。这些问题严重限制了高通量实验的效率和

    来源:Molecular Therapy Nucleic Acids

    时间:2025-09-25

  • 综述:探索CRISPR-Cas:基因编辑在分子生物学中的变革性影响

    CRISPR-Cas9的起源与工作机制CRISPR-Cas系统最初被发现是细菌和古菌中的适应性免疫机制,用于防御外源遗传物质入侵。其核心组件包括Cas核酸酶、CRISPR靶向RNA(crRNA)和反式激活RNA(tracrRNA)。当系统识别到与外源DNA匹配的crRNA序列并检测到特定的原间隔序列邻近基序(PAM,如Cas9的NGG)时,Cas9会切割DNA双链,形成双链断裂(DSBs)。细胞随后通过非同源末端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)机制进行修复,从而实现基因敲除或精确编辑。这一过程涉及三个关键阶段: spacer获取、crRNA生物合成和靶向干扰。2012年,Jinek等人

    来源:Molecular Therapy Nucleic Acids

    时间:2025-09-25

  • 基于CRISPR/Cas9的豌豆原生质体高效分离与转染体系优化及其在基因组编辑中的应用研究

    豌豆(Pisum sativum L.)作为重要的蛋白质来源和固氮作物,在全球粮食安全中扮演着关键角色。然而,其生产正面临气候变化、生物与非生物胁迫的多重挑战,加之植物蛋白需求日益增长,亟需通过遗传改良提升豌豆性状。虽然CRISPR/Cas9基因编辑技术为作物精准改良带来了革命性突破,但豌豆遗传转化效率低、再生困难等问题严重制约了该技术的应用。传统农杆菌介导的稳定转化方法耗时漫长且效率低下,使得编辑元件的快速验证成为瓶颈。因此,建立高效的原生质体瞬时转化系统,实现编辑元件在体细胞水平的快速验证,对推动豌豆基因编辑育种具有重要意义。研究人员通过正交实验设计(L16(45))系统优化了原生质体分离

    来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)

    时间:2025-09-25

  • 基于辅因子依赖性酶连接触发滚环扩增辅助CRISPR–Cas12a策略的便携式ATP检测及其在肉类新鲜度评估中的应用

    亮点材料与试剂三磷酸腺苷(ATP)、鸟苷一磷酸二钠盐(GMP)和转化酶(Invertase)购自Sigma Aldrich公司(美国圣路易斯)。EnGen Lba Cas12a(Cpf1, 100 μM)、NEBuffer(r1.1, r2.1, r3.1, rCutSmart)和Hi-T4 DNA连接酶(400 U/μL)购自英国纽英伦生物科技有限公司(Ipswich)。Millex-GP(0.22 μm亲水性PES膜过滤单元)和Amicon-3K/100K离心过滤器购自Millipore公司(美国Billerica)。羧基修饰磁珠(SA-MB)……I-M探针表征I-M探针由两部分组成:ss

    来源:Innovative Food Science & Emerging Technologies

    时间:2025-09-25

  • 基于CRISPR-Cas9的智能基因回路精准调控前列腺癌细胞行为的创新研究

    前列腺癌作为男性最常见的恶性肿瘤之一,在西方世界位居男性癌症相关死亡原因的第二位。虽然雄激素剥夺疗法(ADT)作为一线治疗方案在初期能有效缓解病情,但一旦肿瘤进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),传统疗法便逐渐失效。尽管新兴研究揭示了CRPC的某些机制并发现了新的治疗靶点,但患者的替代治疗方案仍然有限,预后较差。这种临床困境迫切要求开发能够识别各阶段前列腺癌的新技术,从而改善前列腺癌的诊断和治疗效果。在此背景下,基因回路技术为精准癌症治疗提供了新的思路。智能合成基因回路具有高特异性、动态可调控性和模块化可编程性等核心优势,通过合理的纳米材料、细菌或其他递送策略,这些回路能够在疾病部位自主激活,

    来源:Technovation

    时间:2025-09-25

  • 基于病毒编码CRISPR直接读取系统(VECOS)的多维度宿主-病毒互作分析

    通过病毒编码的CRISPR直接读取系统(VECOS),研究人员开创了一种病毒中心式的研究策略。该系统将单导向RNA(sgRNA)文库直接植入人类巨细胞病毒(HCMV)基因组中,使得嵌入病毒基因组的sgRNA丰度能够作为病毒增殖过程中基因扰动效应的直接定量读out。通过追踪病毒感染周期不同阶段的sgRNA水平,VECOS实现了对病毒-宿主相互作用的多维度精细解析。该协议详细介绍了三个核心模块:首先利用细菌人工染色体(BAC)技术在双链DNA病毒中构建并重组复杂sgRNA文库;其次通过多代次筛选研究不同病毒感染阶段(如早期复制、晚期组装等)的基因扰动效应;最后采用综合数据分析框架对多代次、多阶段的

    来源:Nature Protocols

    时间:2025-09-24

  • 综述:海洋硅藻三角褐指藻作为多功能生物生产底盘的研究进展:当前进展、挑战与展望

    工具箱创新三角褐指藻的遗传转化体系自1996年建立以来,已发展出全面的分子工具箱。在转基因元件方面,研究者已鉴定多种组成型启动子(如FCPA、FCPB、谷氨酰胺合成酶GLNA、高丰度分泌蛋白HASP1等)和条件诱导型启动子(氮响应型铵转运蛋白AMT、磷酸盐调节型碱性磷酸酶APase、铁敏感型铁饥饿诱导蛋白等)。化学诱导系统(地高辛和雌二醇调节)实现了基因表达的严格时空控制。亚细胞靶向策略利用质体转运肽、过氧化物酶体靶向信号和HASP1信号肽实现了蛋白的精确定位。选择标记从传统的抗生素抗性基因(Sh ble、诺尔丝菌素乙酰转移酶NAT)扩展到营养缺陷型标记(尿苷酸合成酶UMPS、腺嘌呤磷酸核糖转

    来源:Plant Communications

    时间:2025-09-24

  • 基于RT-RAA-CRISPR/Cas12a技术的罗湖病毒快速可视化检测新方法开发及其在水产养殖安全中的应用

    Main reagents and instrumentsRT-RAA核酸扩增试剂盒购自杭州众测公司;病毒基因组RNA/DNA提取试剂盒(TaKaRa MiniBEST Viral RNA/DNA Extraction Kit, 9766)和细菌基因组提取试剂盒(TaKaRa MiniBEST Bacteria Genomic DNA Extraction Kit, 9763)均购自北京宝日医生物技术有限公司;组织基因组提取试剂盒(DNeasy Blood & Tissue Kit)购自Qiagen公司;EnGen® Lba Cas12a (Cpf1)核酸内切酶、NEBuffer 2.

    来源:Journal of Virological Methods

    时间:2025-09-24

  • 综述:囊性纤维化的基因编辑:CRISPR-Cas9治疗的进展与展望

    ABSTRACT囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)是一种常染色体隐性遗传病,由囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)基因突变引起。CFTR通过运输氯离子维持上皮表面水盐平衡,其功能缺陷会波及多个器官(尤其是肺部)。随着新生儿筛查、产前诊断和药物干预的发展,CF的流行病学特征已发生变化。尽管CFTR调节剂是当前有前景的治疗方案,但其仅能针对单一突变的局限性限制了疗效。CRISPR-Cas9等基因组编辑技术的发展有望直接修正CF相关基因突变,从根源上实现CF的永久性治疗。本文综述了CF的发病机制、预后与诊断策略,并探讨了修正不同类型CFTR突变的可能性,重点分析了基因编辑技术在修

    来源:Cell Biology International

    时间:2025-09-24


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