基因時(shí)代的發(fā)展前景

時(shí)間：2019-03-28作者：北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司瀏覽：142

基因時(shí)代的發(fā)展前景   
2014年，一場(chǎng)“風(fēng)暴”幾乎席卷了整個(gè)生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，而這場(chǎng)“風(fēng)暴”的中心就是CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)。4月，美國(guó)批準(zhǔn)了一個(gè)CRISPR/Cas9技術(shù)的專利申請(qǐng)。11月，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的杜德納(Doudna)和德國(guó)亥姆霍茲傳染研究中心的卡彭特(Charpentier)因在CRISPR研究方面做出了**的貢獻(xiàn)而獲得了今年的科學(xué)突破獎(jiǎng)。CRISPR/Cas9技術(shù)究竟是什么?它有著什么樣的“魔力”能夠讓世界范圍內(nèi)生命科學(xué)領(lǐng)域的*學(xué)者們對(duì)它鐘愛有加?讓我們一起來揭開它神秘的面紗。
起源和發(fā)展
1987年，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在大腸桿菌的基因末端(堿性磷酸酶基因的3’側(cè)翼區(qū))有一段間隔重復(fù)的DNA序列。之后更多的研究證實(shí)，這種重復(fù)序列廣泛存在于細(xì)菌中。2002年，將其命名為CRISPR(clustered regularly inter spaced short palindromic repeats)，即成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列區(qū)域。
2005年，美國(guó)等國(guó)家進(jìn)行的多項(xiàng)研究顯示，CRISPR中的間隔序列和噬菌體或質(zhì)粒的序列之間存在同源性，有些甚至達(dá)**。這表明這些間隔序列可能來源于噬菌體基因組。2007年，科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該觀點(diǎn)，并在鏈球菌中(圖2)通過增減CRISPR中的序列改變了其對(duì)噬菌體的*力。
在CRISPR序列位點(diǎn)的周圍存在著一組序列(Cas蛋白組)，這其中包含有核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶和DNA-結(jié)合區(qū)等結(jié)構(gòu)域。隨著對(duì)不同細(xì)菌的基因組的測(cè)序和更多相關(guān)研究的積累，越來越多不同細(xì)菌中的CRISPR系統(tǒng)和Cas基因被發(fā)現(xiàn)，其作用機(jī)理也逐漸清晰。而Cas蛋白就是其中位點(diǎn)的關(guān)鍵作用點(diǎn)，研究者們根據(jù)其作用方法的不同，將其分為了三類(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型)。
2012年，CRISPR/Cas9技術(shù)開始嶄露頭角，源于杜德納(Doudna)和其同事發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的CRISPR(Ⅱ型)系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行了改造。在這套系統(tǒng)中，只需要一個(gè)Cas9核酸內(nèi)切酶和一條合成兩種RNA(CRISPR-derived RNA,crRNA和trans-acti vating RNA，tracrRNA)的嵌合RNA，就可以對(duì)雙鏈DNA進(jìn)行編輯(圖3)。同時(shí)，他們還闡明了其中RNA和編輯目標(biāo)DNA之間堿基配對(duì)的原則。2013年1月，科學(xué)家用這項(xiàng)技術(shù)**成功對(duì)人類細(xì)胞的特定基因進(jìn)行了定向編輯。
用途及前景
CRISPR/Cas9何以能夠“引無數(shù)英雄競(jìng)折腰”?通過檢索近兩年該技術(shù)所**的成果，也許從中可略知一二。
構(gòu)建動(dòng)物疾病模型通過該技術(shù)目前已經(jīng)成功構(gòu)建了攜帶定向突變的基因工程猴模型、人肝癌小鼠模型、條件性表達(dá)Kras肺癌基因小鼠模型等，這些模型可以用于疾病機(jī)制及藥效的研究。
基因**和預(yù)防通過該技術(shù)現(xiàn)已成功地將艾滋病病毒從培養(yǎng)的人類細(xì)胞中*。我國(guó)學(xué)者也已利用這項(xiàng)技術(shù)將修復(fù)后的Crygc基因(小鼠遺傳性白內(nèi)障基因)傳遞給下一代，實(shí)現(xiàn)了緩解小鼠遺傳性白內(nèi)障的目的。因此，未來或許只需要進(jìn)行基因的修飾就可以**和預(yù)防某些疾病。
生物物種的改良我國(guó)學(xué)者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了水稻特定基因的高效、可穩(wěn)定遺傳，對(duì)現(xiàn)有的基因進(jìn)行替換、刪除或敲入，促進(jìn)物種的改良。這可以大大加快良種的育種速度。
解密人類基因功能基因的**敲除可以對(duì)單個(gè)基因的特定生物學(xué)功能開展研究，揭示其作用，為完成人類基因組功能圖譜的繪制提供可能。
組織和器官再生與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells，IPS細(xì)胞)技術(shù)等相結(jié)合，使修復(fù)后的IPS細(xì)胞(見備注)重新發(fā)育成正常的組織和器官，供患者移植。
優(yōu)點(diǎn)和仍面臨的問題
CRISPR/Cas9技術(shù)較之前的基因編輯技術(shù)，如歸巢內(nèi)切酶(HEase)、鋅指核酸酶(ZFN)和轉(zhuǎn)錄*因子樣效應(yīng)物核酸酶(TALEN)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有哪些呢?
首先，CRISPR/Cas9技術(shù)的可編輯位置較多，理論上每8個(gè)堿基中就可以找到一個(gè)可進(jìn)行編輯的位置。
其次，CRISPR/Cas9技術(shù)較具拓展性，如其可僅對(duì)DNA雙鏈中的單鏈進(jìn)行編輯，規(guī)避染色體變異的風(fēng)險(xiǎn)。
再次，Cas9蛋白可以與其他功能蛋白連接，在特定DNA序列上進(jìn)行相關(guān)蛋白作用的研究。
最后，也是較重要的一點(diǎn)，CRISPR/Cas9技術(shù)操作簡(jiǎn)便且相對(duì)之前的編輯技術(shù)經(jīng)濟(jì)得多，只須簡(jiǎn)單的幾步就可完成，幾乎所有實(shí)驗(yàn)室都可以進(jìn)行。
脫靶效應(yīng)(off-target effect)是目前CRISPR/Cas9面臨的較大問題，即在基因組的非目標(biāo)位置產(chǎn)生非必要的DNA突變。通俗來講就是辨識(shí)錯(cuò)了需要編輯的目標(biāo)基因。對(duì)于這個(gè)問題，我們咨詢了北京生命科學(xué)研究所的張昱博士，他認(rèn)為，目前對(duì)于CRISPR/Cas9編輯過程中的脫靶效應(yīng)，可以行全基因組測(cè)序等方法對(duì)其檢測(cè)，通過控制反應(yīng)的時(shí)間和空間可以降低其效應(yīng)。總體來說，并沒有發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9有嚴(yán)重和預(yù)料之外的脫靶效應(yīng)。
結(jié)語
上世紀(jì)70年代末，科學(xué)家就已經(jīng)能夠通過將人源基因編輯到大腸桿菌基因中進(jìn)行胰島素的生產(chǎn),這表明基因編輯技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。然而，早在2000年，人類基因組的草圖就已經(jīng)基本繪制完成，但十幾年來，揭示這些基因的具體功能和作用的研究并沒有**突破性的進(jìn)展。其中一個(gè)重要的原因就在于，以往進(jìn)行基因編輯的技術(shù)操作過程復(fù)雜、耗費(fèi)昂貴等。而現(xiàn)在，這一切都因CRISPR/Cas9技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)生著巨大的改變。
在科幻電影中，我們常常可以看到類似的場(chǎng)景，當(dāng)人患病時(shí)，只須躺在**床上，機(jī)器就會(huì)對(duì)人類的基因進(jìn)行掃描、定位并緩解疾病，這或許在不久的將來即可成為現(xiàn)實(shí)。正如美國(guó)哈佛大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)系生物學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者克雷格?梅洛(Craig Mello)所說：“正是因?yàn)橛辛薈RISPR，使得過去一切不可能的想法變成了可能。我們的生物機(jī)體究竟是如何工作的，仍然是一個(gè)謎，我們僅僅是剛剛邁入了研究這個(gè)生命領(lǐng)域的邊緣”。
歡迎訪問中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng)，本站隸屬于北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司，單位現(xiàn)提供微生物菌種及其細(xì)胞等相關(guān)產(chǎn)品查詢、咨詢、訂購(gòu)、售后服務(wù)！與國(guó)內(nèi)外多家研制單位，生物醫(yī)藥，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，科研院所有著良好穩(wěn)定的長(zhǎng)期合作關(guān)系！


北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司專注于標(biāo)準(zhǔn)品,對(duì)照品,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等

• 詞條

  詞條說明

• 含鐵和蛋白質(zhì)的食物有哪些呢？

  含鐵和蛋白質(zhì)的食物有哪些呢？ 含鐵和蛋白質(zhì)的食物有哪些呢？百歐博偉生物 鐵和蛋白質(zhì)是人體當(dāng)中的較重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果人體當(dāng)中出現(xiàn)缺鐵的話，很容易導(dǎo)致缺鐵性貧血，蛋白質(zhì)較是人體當(dāng)中不可缺少的東西，蛋白質(zhì)是人體生命的基礎(chǔ)，如果沒有蛋白質(zhì)就沒有人體的生命，無論鐵還是蛋白質(zhì)都是人體當(dāng)中離不了的，那么含鐵和蛋白質(zhì)的食物都有哪些呢？ 幾種食物含鐵量(每100克食物含鐵量)較高：動(dòng)物血含鐵量較高約340毫克，吸

• 原代細(xì)胞培養(yǎng)——百歐博偉生物

  原代細(xì)胞培養(yǎng)——百歐博偉生物 原代細(xì)胞培養(yǎng)是指細(xì)胞分離之后至初次傳代之前的細(xì)胞培養(yǎng)階段。 原代細(xì)胞培養(yǎng)四個(gè)階段：1.獲取樣品 2.分離組織3.解剖或解離組織塊4.接種于培養(yǎng)器皿中培養(yǎng) 原代細(xì)胞培養(yǎng)種類： 1. 將組織塊貼附于適宜的基質(zhì)中，細(xì)胞可自組織塊向外遷移生長(zhǎng)。 2. 將組織塊用機(jī)械法或酶消化法處理后獲得細(xì)胞懸液，接種細(xì)胞懸液，其中部分細(xì)胞黏附于基質(zhì)生長(zhǎng)。 酶的種類：胰蛋白酶 膠原酶 彈性蛋白

• 國(guó)內(nèi)、外化學(xué)試劑純度**強(qiáng)解析！

  國(guó)內(nèi)、外化學(xué)試劑純度**強(qiáng)解析！ 優(yōu)級(jí)純、分析純、色譜純、色譜試劑都有啥區(qū)別？就算是工作一段時(shí)間之后的小伙伴也會(huì)有些混亂。今天就來說一說國(guó)內(nèi)、外的試劑級(jí)別分類。 我國(guó)的試劑劃分 我國(guó)的試劑規(guī)格基本上按純度（雜質(zhì)含量的多少）劃分，共有高純、光譜純、基準(zhǔn)、分光純、優(yōu)級(jí)純、分析純和化學(xué)純等7種。 國(guó)家和主管部門頒布質(zhì)量指標(biāo)的主要是優(yōu)級(jí)純、分級(jí)純、化學(xué)純、實(shí)驗(yàn)試劑四種。 目前，除對(duì)少數(shù)產(chǎn)品制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外(如

• 對(duì)照品Acetyldihydromicromelin A國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源平臺(tái)

  對(duì)照品Acetyldihydromicromelin A國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源平臺(tái) 北京百歐博偉生物技術(shù)有限公司（biobw）是北京的一家專業(yè)于生物技術(shù)的研究與廣泛運(yùn)用及推廣的高科技公司，位于北京企業(yè)林立的豐臺(tái)區(qū)造甲街，生物技術(shù)推廣及運(yùn)用早于2011年開始，成立公司于2013年一月。本公司主要提供色譜耗材、色譜儀器、固相萃取裝置、化學(xué)試劑、樣品瓶、氘燈、標(biāo)準(zhǔn)品、微生物技術(shù)、菌種保藏服務(wù)以及ATCC產(chǎn)品代