我们从工程基因组中的见解

基因组生物学’s recent special issue on基因组编辑的见解highlights the valuable insights generated from engineering genomes using a collection of powerful genome editing tools.

双胞胎中国婴儿的诞生的突发新闻已经编辑了CCR5基因以保护他们免受艾滋病毒的保护,并再次将基因组工程置于激烈的讨论中心。人类和农业基因组工程已经成为许多研究人员的重点,以及制定政策机构,但是,基因组编辑工具不仅可以用于生成具有某些理想特征的生物,而且还可以用于更多地了解特定的生物学机制。

农业基因组编辑

植物病原体耐药性一直是农作物的所需特征,这可以解决农业生产高成本的主要问题。Xiang Ji等。研究传统的CRISPR-CAS9基因组编辑方法,并发现广泛的靶向效果可能是该方法在农业中应用的主要障碍。因此,他们开发了两个新的病毒诱导的基因组编辑系统。他们能够证明新系统可以通过Cas9蛋白的瞬时表达有效地减少病毒载荷。病毒感染前后的转基因植物中,脱靶位点似乎很少见。

即使CRISPR-CAS9允许以基本对精度对农作物进行有针对性的基因组编辑,但仍然存在着农业应用道路的障碍。Armin Scheben和David Edwards讨论基因组的瓶颈编辑了从实验室到农场的农作物,包括在发现和优先考虑农艺目标基因的挑战,以及政府选择如何规范工程作物的严格性。Christine Tait-Burkard及其同事回顾了基因组编辑应用程序的最新进展养殖动物物种关于影响农业动物生产力,健康和福利的问题。

Towards precise editing

We would probably be more comfortable with genome engineered organisms if genome editing approaches could achieve zero off-target and no on-target errors. Ferhat Alkan and colleagues provide a new angle to评估CRISPR-CAS9非目标效应;他们专注于核酸双链体能量参数。Tao Guo及其同事着重于Cas9引起的非同源末端连接的误差模式,从而设计了配对的指南RNA方法线束准确的非同理结局加入在基因组编辑中。

扩展的工具箱

基因组编辑工具(例如功能性基因组研究)的争议较少,这与农业中的基因组编辑相比,需要扩展适合各种基因组区域的替代工具。梁雷和同事评论DNA甲基化场的技术进步,当前工具面临的剩余挑战以及新工具的未来开发如何改善表观遗传标记的精确添加或去除。

还包含的特殊问题expanded base editing toolsChao Li及其同事编辑植物中耐除草剂基因的多个副本;crispr-skip由Michael Gapinske及其同事与基础编辑一起编程基因拼接;和奈瑟氏菌Cas9的体内体内多合一的腺相关病毒输送系统Raed Ibraheim及其同事。特刊还包括克里斯普罗by Vivien A.C. Scheoonenberg and colleagues, which is a computational tool to gain mechanistic insights from CRISPR tiling screens, perform protein and nucleotide sequence-level annotations, as well as 3D visualization of protein structure to elucidate functional residues and predict phenotypic outcomes of genome editing.

随着基因组编辑工具及其应用的扩展,很明显,解决我们的道德问题的措施,包括人类健康和食物中的安全问题,需要加强。关于如何精确基因组编辑的见解将能够指导从不同方面进行基因组编辑的法规。我们的见解和未来的研究对于朝着健康的方向推动领域将很重要。

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