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精准调控CRISPR/Cas9基因编辑技术研究进展 被引量:13
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作者 曹俊霞 王友亮 王征旭 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1168-1177,共10页
基因编辑(gene editing)是一种能对细胞和生物体基因组一小段DNA进行定点修饰或者删除、插入的基因工程技术。基因编辑技术在疾病治疗、基因功能调控、基因检测、药物研发和作物育种等方面具有广阔的应用前景,但在应用中也逐渐显现出脱... 基因编辑(gene editing)是一种能对细胞和生物体基因组一小段DNA进行定点修饰或者删除、插入的基因工程技术。基因编辑技术在疾病治疗、基因功能调控、基因检测、药物研发和作物育种等方面具有广阔的应用前景,但在应用中也逐渐显现出脱靶、基因毒性等副作用问题。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)系统中核酸酶Cas9蛋白能通过与gRNA(guide RNA)结合特异性识别靶DNA并进行酶切反应,由于Cas9蛋白和gRNA在其自身活性、识别位点及结合能力等方面具有不同的特性,因此在应用中可以通过对Cas9蛋白酶的活性以及与靶DNA在时间和空间上的结合进行精准调控,主要调控方法包括使用光、温度和药物等调节Cas9融合蛋白、抗CRISPR蛋白、核酸类和小分子类化合物抑制剂的使用等,从而能有效地防范基因编辑技术的风险和增强精准调控基因编辑技术的实际应用性。本文就目前如何精准调控基因编辑技术,尤其是精准调控CRISPR/Cas9基因编辑技术的方法进行了综述,以期为人类疾病治疗、作物育种、家畜遗传改良和防范生物技术缪用等提供借鉴和研究思路。 展开更多
关键词 基因编辑 基因编辑调控 crispr蛋白 小分子抑制剂
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前噬菌体研究进展 被引量:5
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作者 陈学梅 魏云林 季秀玲 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期240-248,共9页
噬菌体是地球上最多的生物实体,一直被认为是细菌的天敌。然而随着基因组学和分子生物学等技术的快速发展,人们发现噬菌体与宿主之间存在微妙而复杂的关系。前噬菌体是指溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组,广泛分布在细菌基因组中... 噬菌体是地球上最多的生物实体,一直被认为是细菌的天敌。然而随着基因组学和分子生物学等技术的快速发展,人们发现噬菌体与宿主之间存在微妙而复杂的关系。前噬菌体是指溶原性细菌内存在的整套噬菌体DNA基因组,广泛分布在细菌基因组中,对调节细菌宿主生理具有重要作用,如参与调节宿主的毒力、影响生物膜形成、赋予宿主免疫力等。有趣的是,前噬菌体可以通过“监听”细菌的群体感应来调节自身的溶原–裂解状态。近年来,一些细菌中由前噬菌体编码的抗CRISPR蛋白的发现引起了人们对前噬菌体研究的关注。因此,对前噬菌体的研究可以为改造宿主和前噬菌体提供基础理论参考。本文对前噬菌体的预测、分布、分类及功能进行了综述,以期为进一步研究噬菌体与宿主间的关系提供基础。 展开更多
关键词 前噬菌体 毒力 crispr蛋白 溶原转换 群体感应
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CRISPR/Cas基因编辑系统在植物抗病毒防御中的应用 被引量:2
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作者 沈川 李夏 吴云锋 《植物病理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期343-357,共15页
植物病毒病对世界农业生产构成严重威胁,保护粮食作物不受病毒侵害是农业的一个重大挑战。由分子生物技术主导的抗病毒工程已成为预防和控制植物病毒的有效策略。近期,CRISPR/Cas基因编辑系统介导的靶向DNA或RNA的进展,使其成为适用于... 植物病毒病对世界农业生产构成严重威胁,保护粮食作物不受病毒侵害是农业的一个重大挑战。由分子生物技术主导的抗病毒工程已成为预防和控制植物病毒的有效策略。近期,CRISPR/Cas基因编辑系统介导的靶向DNA或RNA的进展,使其成为适用于植物保护领域极具吸引力的工具,正在被广泛用于生产抗病毒的栽培作物品种。本综述回顾CRISPR/Cas系统的发展,总结它们通过针对病毒序列或寄主易感基因控制不同植物病毒的应用;列出一些可用于抗病毒育种的潜在隐性抗性基因,并强调基于隐性抗性基因的抗病毒育种对产生无发育缺陷的转基因植物的重要性;描述CRISPR/Cas技术在田间检测和诊断植物病毒方面的应用。这一新兴分子技术的研究成果可以为扩展农业和粮食安全的发展作出重大贡献。 展开更多
关键词 crispr Cas蛋白 植物病毒 病毒工程 隐形病基因
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高特异性CRISPR/Cas系统及其Acrs 被引量:1
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作者 王钱繁 杨海涛 +1 位作者 王泽方 陈成 《生命的化学》 CAS CSCD 2020年第10期1760-1770,共11页
CRISPR/Cas系统是在细菌和古生菌中发现的一种适应性免疫系统,可以在序列特异性RNA的引导下利用其核酸酶活性效应蛋白或复合物靶向入侵的移动遗传元件(MGEs),从而抵御噬菌体的侵袭。目前,Ⅱ-A型CRISPR/Cas系统作为一种有效的基因编辑手... CRISPR/Cas系统是在细菌和古生菌中发现的一种适应性免疫系统,可以在序列特异性RNA的引导下利用其核酸酶活性效应蛋白或复合物靶向入侵的移动遗传元件(MGEs),从而抵御噬菌体的侵袭。目前,Ⅱ-A型CRISPR/Cas系统作为一种有效的基因编辑手段已被广泛应用。但研究人员发现,与Ⅱ-C型CRISPR/Cas9系统相比,Ⅱ-A型系统具有高特异性,并且其效应蛋白具有较小的相对分子质量。这一特性使其在进行体内基因编辑时更适于通过重组腺病毒相关载体递送。近年来,在噬菌体体内发现了多种可以抑制CRISPR/Cas系统的抗CRISPR蛋白(Acrs)。这为调节或抑制CRISPR/Cas系统效应蛋白的活性,降低基因编辑中的脱靶效应提供了新的策略。本文综述了Ⅱ-C型CRISPR/Cas系统及其抑制蛋白的结构和机制的研究进展,并简要概述其余已报道Acrs蛋白的作用机制,以期为Ⅱ-C型CRISPR/Cas系统及在基因编辑甚至基因治疗方面的研究和应用提供理论支持和参考。 展开更多
关键词 crispr/Cas系统 crispr蛋白 基因编辑
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应用CRISPR/Cas9技术构建MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株 被引量:2
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作者 李凤 耿晋 +3 位作者 张艳红 魏从文 何湘 钟辉 《军事医学》 CSCD 北大核心 2017年第7期567-571,共5页
目的运用成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因编辑技术,构建线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,研究MAVS对细胞生长的影响。方法针对MAVS基因第一外显子设计小向导RNA(sgRNA),构建p X459-sgRNA重组质... 目的运用成簇的规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas9基因编辑技术,构建线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,研究MAVS对细胞生长的影响。方法针对MAVS基因第一外显子设计小向导RNA(sgRNA),构建p X459-sgRNA重组质粒。然后利用嘌呤霉素筛选ZR-751 MAVS基因敲除的阳性克隆,Western印迹检测MAVS基因敲除情况,提取克隆基因组进行测序鉴定。平板克隆实验检测MAVS被敲除后对细胞增殖的影响,再利用MTS实验检测在DFX培养基刺激下,MAVS对细胞死亡的影响。结果 Western印迹结果说明ZR-751细胞株内MAVS已完全敲除;且在凋亡诱导剂DFX刺激下,MAVS被敲除后促进细胞增殖。结论利用CRISPR/Cas9系统成功构建了MAVS基因敲除的ZR-751乳腺癌细胞株,初步实验提示MAVS抑制乳腺癌细胞生长,为后续研究MAVS在肿瘤中的功能奠定了基础。 展开更多
关键词 线粒体病毒信号蛋白 crispr/Cas9系统 基因敲除 乳腺肿瘤 嘌呤霉素
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抗菌肽AMP-17抗白念珠菌作用靶点鉴定 被引量:2
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作者 杨隆兵 田竺青 +5 位作者 周罗雄 孙朝琴 黄明娇 田淳仁 彭建 国果 《生物工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期304-317,共14页
白念珠菌(Candida albicans)是侵袭性真菌感染的主要致病性病原体。抗菌肽AMP-17有较强的抗念珠菌活性,经AMP-17作用白念珠菌后的蛋白组学结果显示,细胞壁(XOG1)和氧化应激(SRR1)蛋白基因表达差异显著,提示AMP-17可能通过影响XOG1和SRR... 白念珠菌(Candida albicans)是侵袭性真菌感染的主要致病性病原体。抗菌肽AMP-17有较强的抗念珠菌活性,经AMP-17作用白念珠菌后的蛋白组学结果显示,细胞壁(XOG1)和氧化应激(SRR1)蛋白基因表达差异显著,提示AMP-17可能通过影响XOG1和SRR1基因发挥其抗白念珠菌作用。为进一步探究XOG1和SRR1基因是否为AMP-17的作用靶点,本研究利用规律成簇间隔短回文重复序列相关蛋白9(clustered regulatory interspaced short palindromic repeats-associated protein 9,CRISPR/Cas9)系统构建了白念珠菌xog1Δ/Δ和srr1Δ/Δ缺失菌;表型观察结果发现除XOG1基因缺失可影响白念珠菌的体外应激和菌丝形成,2个基因缺失对白念珠菌生长繁殖和生物膜形成无明显影响;药敏实验分析显示AMP-17对xog1Δ/Δ和srr1Δ/Δ缺失菌的MIC80值从野生菌的8μg/mL增至16μg/mL,而对srr1Δ/Δ::srr1回补菌的MIC80值降至野生菌水平。此外,AMP-17抑制2株缺失菌生物膜形成的能力均较野生菌明显降低,表明缺失菌在酵母态及生物膜形成过程中对AMP-17的敏感性均降低,提示XOG1和SRR1基因可能是AMP-17发挥抗白念珠菌的潜在靶点。本研究结果为进一步探讨新型肽类抗真菌药物的抗菌机制提供了一定的实验依据和基础。 展开更多
关键词 菌肽 AMP-17 白念珠菌 XOG1 SRR1 规律成簇间隔短回文重复序列相关蛋白9(crispr/Cas9)
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MAVS^(-/-) HeLa细胞系构建及其在干扰素信号通路中应用
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作者 姬红 董云霞 +2 位作者 那睿思 李玉军 程德春 《生物技术》 CAS 2024年第2期144-149,共6页
[目的]通过CRISPR/Cas9技术构建线粒体抗病毒信号(mitochondrial antiviral signaling, MAVS)基因敲除的HeLa细胞系,并对细胞系的生长特性、及其对干扰素信号通路的影响进行初步鉴定。[方法]针对MAVS外显子设计构建靶向MAVS基因的guide ... [目的]通过CRISPR/Cas9技术构建线粒体抗病毒信号(mitochondrial antiviral signaling, MAVS)基因敲除的HeLa细胞系,并对细胞系的生长特性、及其对干扰素信号通路的影响进行初步鉴定。[方法]针对MAVS外显子设计构建靶向MAVS基因的guide RNA,并克隆至LentiCRISPR v2载体后包装成慢病毒,感染HeLa细胞后经嘌呤霉素筛选获得MAVS基因敲除的HeLa细胞,Western Blotting验证敲除效果,MTT法检测细胞生长活力,应用聚肌胞苷酸(Poly(I:C))刺激并检测细胞内干扰素-β(IFN-β)mRNA水平的变化。[结果]测序结果表明成功构建CRISPR-MAVS-gR质粒,包装成慢病毒并感染HeLa细胞,经筛选获得的细胞内MAVS mRNA及蛋白均不表达,生长速度及活性与野生型HeLa相同,Poly(I:C)刺激后,细胞内IFN-β变化不明显。[结论]通过CRISPR/Cas9技术获得MAVS基因敲除的MAVS^(-/-)HeLa细胞系,Poly(I:C)诱导剂不能在该细胞内激活干扰素信号通路,为后续研究MAVS相关的抗病毒天然免疫信号通路奠定了基础。 展开更多
关键词 线粒体病毒信号蛋白 crispr/Cas9 HELA 基因敲除 天然免疫 干扰素 嘌呤霉素 聚肌胞苷酸
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噬藻体感染相关基因的研究进展 被引量:3
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作者 张奇亚 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3277-3286,共10页
噬藻体是感染蓝细菌(蓝藻)的病毒,能调控蓝细菌种群的丰度和多样性,在许多水生生态系统的食物网动态变化和生物地球化学循环中起关键作用。噬藻体与宿主细胞发生各种相互作用,包括吸附、入侵和复制,参与感染过程,从而完成噬藻体的生命... 噬藻体是感染蓝细菌(蓝藻)的病毒,能调控蓝细菌种群的丰度和多样性,在许多水生生态系统的食物网动态变化和生物地球化学循环中起关键作用。噬藻体与宿主细胞发生各种相互作用,包括吸附、入侵和复制,参与感染过程,从而完成噬藻体的生命周期。本文在综述噬藻体生命周期与基因组结构相互关联的基础上,重点介绍噬藻体与宿主蓝细菌相互作用的蛋白,如噬藻体吸附蛋白、内肽酶、穿孔素、DNA聚合酶、藻胆体降解蛋白A(NblA)、毒力因子、抗CRISPR蛋白(Acr)和小分子热休克蛋白等,分析它们的分子特性,阐述它们在噬藻体感染蓝细菌以及噬藻体-蓝细菌相互作用的分子机制。为了更好地认识驱动不同噬藻体与宿主及水生环境相互作用的策略、感染效率及生态学影响,本文不仅对这些与噬藻体感染相关的重要基因研究动态进行综述与讨论,还在了解噬藻体丰富的多样性和复杂性的基础上,提出应用新技术对噬藻体感染相关基因的功能进行广泛研究,以期扩展全球水生病毒数据库,进一步认识噬藻体与宿主的相互作用机理。 展开更多
关键词 噬藻体 病毒-宿主互作相关基因 结构蛋白 内肽酶 藻胆体降解蛋白A(NblA) crispr蛋白(acr)
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细菌基因水平转移机制研究进展
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作者 陈慧敏 陶栓 +2 位作者 王方 李娜 梁伟 《中华医院感染学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第14期2229-2234,共6页
基因水平转移(HGT)是细胞间遗传物质交换的重要方式,HGT增加了细菌基因组的开放性与复杂性,使细菌获得某种药物的抗性,细菌耐药基因经常位于一些移动遗传元件(MGE)上,如接合质粒、整合和接合元件(ICE)以及作为传播载体的噬菌体,但同时... 基因水平转移(HGT)是细胞间遗传物质交换的重要方式,HGT增加了细菌基因组的开放性与复杂性,使细菌获得某种药物的抗性,细菌耐药基因经常位于一些移动遗传元件(MGE)上,如接合质粒、整合和接合元件(ICE)以及作为传播载体的噬菌体,但同时细菌也可以编码阻碍基因水平转移防御机制,如规则间隔短回文重复(CRISPR)相关蛋白(CRISPR-Cas)系统、限制-修饰(RM)系统以及毒素与抗毒素系统等。ArdA、ArdB和KlcA蛋白,以及抑制细菌CRISPR-Cas系统活性的蛋白质可以使质粒等可移动遗传原件有效逃脱宿主这种先天免疫和适应性免疫。本综述探讨影响HGT的因素,论述细菌的基因水平转移机制。 展开更多
关键词 基因水平转移 限制-修饰系统 crispr-CAS系统 限制蛋白 crispr系统 毒素
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