剖析CRISPRCas技术设计高效生物技术的机制

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CRISPR–Casenzymeshaveenabledustomanipulatethegeneticcodewithunparalleledprecisionandefficiency.HereIexplorethestructuralandbiochemicalintricaciesthatgovernthefunctionalityofCRISPR–Castechnologies,emphasizingtheneedforanuancedmechanisticunderstandingtoovercomecurrentlimitationsandpavethewayforsaferandmoreeffectivegenome-editingapplicationsinmedicineandresearch.CRISPR–Casenzymeshaveemergedasamolecularscalpelforscientistsandphysicians,whoarenowabletotargetandmanipulateourgeneticcodeefficientlyandprecisely.

CRISPR-Cas酶使我们能够以无与伦比的精度和效率操纵遗传密码。在这里，我探讨了控制CRISPR-Cas技术功能的结构和生化复杂性，强调需要有细微的机制理解，以克服当前的局限性，并为医学和研究中更安全，更有效的基因组编辑应用铺平道路。CRISPR-Cas酶已成为科学家和医生的分子手术刀，他们现在能够高效准确地靶向和操纵我们的遗传密码。

Overthepasttenyears,scientistshaveleveragedtheabilityoftheseenzymestotargetspecificgenomicregions,beginningwithcytosineandadeninebaseeditors,andfollowedbyprimeandclickeditingtechnologies1thatexpandededitingtotransversionmutations,insertionsanddeletions.CRISPR-basedtechnologieshavemadedetectingandtreatingdisease,drugandgeneticscreening,andcreatinggeneticallymodifiedcropsmoreaccessiblethaneverbefore..

在过去的十年中，科学家利用这些酶靶向特定基因组区域的能力，从胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器开始，然后是prime和click编辑技术1，该技术将编辑扩展到颠换突变，插入和缺失。基于CRISPR的技术使检测和治疗疾病，药物和基因筛选以及创造转基因作物比以往任何时候都更容易获得。。

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Guo,L.Y.etal.Nat.CellBiol.24,590–600(2022).Article

Anzalone,A.V.etal.Nature576,149–157(2019).Article

Fiumara,M.etal.Genotoxiceffectsofbaseandprimeeditinginhumanhematopoieticstemcells.Nat.Biotechnol.42,877–891(2023).Article

Chen,L.etal.Nat.Commun.12,1384(2021).Article

Berríos,K.N.etal.NucleicAcidsRes.52,2078–2090(2024).Article

DownloadreferencesAcknowledgementsThisworkhasbeenfundedbytheVagelosScholarsProgramintheMolecularLifeSciencesgrantattheUniversityofPennsylvania,theFrancesVelayFellowshipbythePanaphilandUphillFoundationsandtheNIGMSR01-GM138908granttoR.M.KohliatthePerelmanSchoolofMedicine.

下载参考文献致谢这项工作得到了宾夕法尼亚大学分子生命科学基金会Vagelos学者计划的资助，Panaphil和Uphill基金会的FrancesVelay奖学金以及佩雷尔曼医学院R.M.Kohli的NIGMSR01-GM138908资助。

TheauthorthanksR.M.KohliforhismentorshipandKohlilaboratorymembersfortheirsupportandmotivation.AuthorinformationAuthorsandAffiliationsDepartmentofMedicine,PerelmanSchoolofMedicine,UniversityofPennsylvania,Philadelphia,PA,USAJasleenGillAuthorsJasleenGillViewauthorpublicationsYoucanalsosearchforthisauthorin.

作者感谢R.M.Kohli的指导，感谢Kohli实验室成员的支持和动力。作者信息作者和附属机构美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院医学系JasleenGillAuthorsJasleenGillView作者出版物您也可以在中搜索这位作者。

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NatureStructural&MolecularBiologythanksTian-MinFufortheircontributiontothepeerreviewofthiswork.

NatureStructural&MolecularBiology感谢田敏夫为这项工作的同行评审做出的贡献。

RightsandpermissionsReprintsandpermissionsAboutthisarticleCitethisarticleGill,J.DissectingthemechanismofCRISPR–Castechnologiestodesignefficientbiotechnologies.

权利和许可本文引用本文Gill，J。剖析CRISPR-Cas技术设计高效生物技术的机制。

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THE END

12月18日外媒科学网站摘要：阅读如何重塑大脑毒素细胞植物血液动物癌细胞

好贴！CRISPR相关工具网站集锦

基因编辑技术及其在中国的研究发展

CRISPR操作

基于结构的CRISPR蛋白xCas9的优化设计

6.5.2优化的sgRNA设计可最大化crisPrcas9的活性并最小化脱靶效应

剖析CRISPRCas技术设计高效生物技术的机制

1.科研网站汇总转载科研网站汇总-转载 1、DEEPL翻译:https://www.deepl.com/translator 2、Word hippo:https://www.wordhippo.com/ 3、检查语法:https://virtualwritingtutor.com/ 4、X-mol:https://www.x-mol.com/ 5、文献部落:https://www.x-mol.com/ 6、大木虫:http://www.4243.net/https://zhuanlan.zhihu.com/p/11750038860
2.HomeMicrosoft Research Find My Things: New teachable AI tool helps blind and low-vision people locate lost personal items View our story Featured Blogs Dec 4 Research Focus: Week of December 2, 2024 Publication Featured Blogs Dec 4 Downloadhttp://research.microsoft.com/en-us/um/people/jrzhou/
3.CRISPRTarget:bioinformaticpredictionandanalysisofcrRNAThe bacterial and archaeal CRISPR/Cas adaptive immune system targets specific protospacer nucleotide sequences in invading organisms. This requires base pairing between processed CRISPR RNA and the target protospacer. For type I and II CRISPR/Cas systemshttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23492433
4.ScalablecharacterizationofthePAMrequirementsofCRISPRThe continued expansion of the genome-editing toolbox necessitates methods to characterize important properties of CRISPR–Cas enzymes. One such property is the requirement for Cas proteins to recognize a protospacer-adjacent motif (PAM) in DNA target sites. The high-throughput PAM determination assayhttps://www.nature.com/articles/s41596-020-00465-2
5.大肠埃希菌CRISPRs间隔序列的来源研究【摘要】:目的研究大肠埃希菌全基因组中规律成簇的间隔短回文重复序列(CRISPRs)的间隔序列分布及来源规律。方法通过BLAST、CRISPRs finder、ClustalX和CRISPRTarget分析CRISPR/Cas、间隔序列及其来源。结果 203株大肠埃希菌中74.4%含有I-E CRISPR/Cas,9.4%含有I-F CRISPR/Cas,17.2%存在CRISPR3-4;CRISPR1,CRISPR2,https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZISC201902003.htm
6.genomeeditingbasedonthesubtypeIBSviCRISPRNotably, no off-target changes or indel-formation were detected in the analysis of potential off-target sites. This discovery broadens our understanding of the diversity of type I CRISPR-Cas systems and will facilitate new developments in genome editing tools. Keywords Self- and non-self-targetinghttp://arxiv.org/pdf/2305.05093
7.CRISPR/CasHere, we debut a CRISPR/Cas-assisted nanoneedle sensor (nanoCRISPR) for intracellular adenosine triphosphate (ATP), which avoids the challenges associated with intracellular collateral cleavage by introducing a two-step process of intracellular target recognition, followed by extracellular transduction and https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.3c07918
8.CRISPR(protein assistant motif) is a number of nucleotides adjacent to the target site, which is very important for the Cas protein to recognize the target sequence and is also the key characteristic of CRISPR-Cas. There are several reported methods for identification of PAM. In this review, we https://www.360doc.cn/article/3843034_1043712356.html
9.刘佳课题组构建针对膜蛋白sgRNA设计的CRISPR网站CRISPR近日,上海科技大学免疫化学研究所、生命科学与技术学院刘佳课题组与免疫化学研究所生物医学大数据平台合作,通过升级sgRNA设计的算法,针对已被质谱鉴定的细胞表面蛋白基因设计sgRNA得到膜蛋白组sgRNA文库(CRISPR-Surfaceome),创建了网上数据库CRISPR-Surfaceome(https://crispr-surfaceome.siais.shanghaitech.edu.cn/home)。https://siais.shanghaitech.edu.cn/2022/0815/c5404a767972/page.htm
10.CRISPR网站设计gRNA数据怎样分析呢分子生物如果一列预测的efficiency 是60 一列是10 你需要注意了，这种设计的gRNA很有可能不会作用，off target https://muchong.com/t-13645661-1
11.sgRNAs&基因编辑sgrna设计网站Off-Target也就是脱靶效应,由于CRISPR技术的切割是由sgRNA根据PAM序列定位识别位点,从而进行切割,但是如果sgRNA识别的位点是错误的,就产生了错误切割,这样就产生了脱靶效应。所以说,在进行sgRNA选择的时候,要尽可能地选择脱靶效率比较低的,也就是Off-target分值比较高的。另外,符合sgRNA的其它设计原则就可以了。https://blog.csdn.net/geekfocus/article/details/128613082
12.CRISPR/Spacer/Cas有关预测方法:集锦细菌利用记录在CRISPR间的病毒Spacers,快速识别入侵病毒,激活Cas蛋白切割病毒DNA保护自己。收罗了一些有关CRISPR/Spacer/Cas预测的方法。 CRISPR-Cas9系统简介 方法期刊时间被引 CRISPRFinder Nucleic Acids Res. 2007 1732 CRISPRCasFinder Nucleic Acids Res. 2018 482 CRISPRTarget RNA Biology 2013 231 MacSyFinder https://www.jianshu.com/p/b17ff3d1bfe7
13.CRRSPR/Cas9基因敲除系统之sgRNA设计sgRNA设计网站介绍 sgRNA的在线设计网站有: 1、http://crispr.mit.edu/; 2、http://www.e-crisp.org/E-CRISP/; 等网站。这些网站虽然一定程度上满足了部分研究 者的需要,但仍然存在很多不足和缺陷。例如: 1、数据分析周期长; 2、无具体的脱靶数据; https://www.biomart.cn/experiment/443/680/206473.htm
14.植物基因组编辑新工具——引导编辑技术文中介绍了植物引导编辑的开发历程、组成结构、优点和局限性,并重点介绍了植物引导编辑效率优化的进展,包括Tm值指导的PBS序列设计、RT模板长度、双pegRNA策略、PlantPegDesigner网站的开发和PPE效应蛋白优化策略。最后,对植物引导编辑技术的未来发展和应用提出了展望。https://cjb.ijournals.cn/html/cjbcn/2022/1/gc22010026.htm
15.GSK组织GeneDisco挑战赛,探索体外基因实验的广阔设计空间GSK在其官方网站上发布了GeneDisco挑战赛,2022年3月31日提交截止。以下是简要内容。 介绍 利用CRISPR技术等进行基因干预的体外细胞实验,是早期药物发现和靶点验证的一个重要步骤,有助于评估关于生物机制和疾病病理之间因果关系的初步假设。由于有数十亿个潜在的假设需要测试,体外遗传实验的实验设计空间极其巨大,而现有的https://cloud.tencent.com/developer/article/1980296
16.可视化CRISPR/Cas9基因编辑系统及使用方法81.一种实施例1的可视化剔除转基因成分的crispr/cas9基因编辑的使用方法,应用的具体对象为水稻穗颈伸长基因oseui1,具体包括以下步骤: 82.(1)利用http://skl.scau.edu.cn/targetdesign/网站targetdesign工具设计oseui1基因的2个靶位点eui1 ? u3 ? https://www.xjishu.com/zhuanli/27/202110679391.html
17.世界首个完全由AI设计的CRISPR基因编辑器来了!医药新闻2024年4月23日,寻百会生物(GV20 Therapeutics)在Cell上发表了题为:IGSF8 is an innate immune checkpoint and cancer immunotherapy target的研究论文,报道了去年,首款基于CRISPR的基因编辑疗法获批上市,标志着遗传疾病治疗的新纪元。与此同时,人工智能的进步也为设计更强大的基因编辑器带来了希望。https://bydrug.pharmcube.com/news/detail/caaf4f23c9805c777a3c7947e7f137f4
18.介绍有用的CRISPRsgRNA设计软件细胞生物与生物信息你们得到KO line的速度挺快的，有没什么好的经验可以分享一下呢？ 比如 药物筛选时间，3天以上？ Cas9和sgRNA转染比例？ sgRNAcas9程序可以设计 Double Nick （程序中设置为 paired-sgRNA searching model），有兴趣可以试用一下。Source from CELL paper:Double Nicking by RNA-Guided CRISPR Cas9 for Enhanced https://3g.dxy.cn/bbs/topic/30624273
19.CRISPR/Cas9载体设计与构建的作用机理CRISPR/Cas9 载体设计与构建方法2:根据NtDXR基因序列,利用在线工具ZiFiT Targeter Version4.2:选择合适的靶位点,筛选要求为:①靶位点主要包括20 个碱基,并且这20 个碱基后面是NGG(N 为任意碱基)3 个碱基的PAM 区(Protospacer adjacent motif,PAM);②靶位点尽量选择在基因编码区的前端。依据靶位点设计原则设计引物,https://mip.chemicalbook.com/NewsInfo_5909.htm
20.CRISPR选择“CRISPR/Cas9”模式,设置完 /targetFinder/) 。有2 种设计模 参数后,点击“寻找靶标结合位点( Find Target Sites!)” 式,其一是可针对序列设计sgRNA 并评估脱靶效应, 按钮,软件即可运行。结果输出会将sgRNA 标示到 其次是预测已知 sgRNA 的脱靶效应。允许输入的 目标基因组的染色体上,并以不同颜色标示其https://max.book118.com/html/2017/0920/134497738.shtm
21.GenerationofNonhumanPrimateModelofConeDysfunctionThe regions surrounding the CRISPR target site were amplified with Phanta Max Super-Fidelity DNA Polymerase. The PCR product was denatured at 95°C for 5 min and gradually reannealed to form DNA heteroduplexes. The heteroduplexes were digested with T7 endonuclease I (NEB, Shanghai, China) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S232905012030173X
22.Nature细胞命运重塑的新篇章:染色质结构与重编程因子的协奏细胞命运的转换是现代生命科学和医学领域中最具革命性的话题之一。通过精准操控细胞命运,研究人员可以将一种成熟的细胞类型重编程为另一种完全不同的细胞类型,这种过程不仅揭示了生命系统的可塑性,更为再生医学、疾病建模和个性化治疗开辟了新https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2MTQ2MDE0Ng==&mid=2247579274&idx=2&sn=32040630ee45c3ee77a8cd6c87b06f91&chksm=fd138021e94eb5f137762aaad34d04982f58aaa5bbe83c430f9b32be621fe15b34c3813b3c50&scene=27