将cre loxp与crispr cas9结合的方法
Cre-loxP、CRISPR-Cas9技术与病毒载体在基因敲除中的联用
基因敲除技术在病毒感染性疾病治疗中的应用
基因敲除技术能够消除病毒复制所需的宿主细胞内基因从而阻止病毒的复制和感染。
基因敲除技术可以用于开发新型抗病毒药物通过抑制病毒复制或干扰病毒生命周期的关键环节 来治疗病毒感染。
基因敲除技术可以用于基因治疗通过将正常基因导入宿主细胞替代缺陷基因恢复细胞功能达到 治疗目的。
CRISPR-Cs9与病毒载体的联用
Cre-loxP技术用于控制基 因表达
CRISPR-Cs9技术用于编 辑基因
病毒载体在基因敲除中的重 要作用
Cre-loxP、CRISPR-Cs9 技术与病毒载体的联用原理
三者联用的优势与挑战
优势:Cre-loxP、CRISPR-Cs9技术与病毒载体在基因敲除中的联用可以实现高效、精准 的基因敲除有助于研究基因功能和疾病治疗。
基因敲除技术简介 Cre-loxP系统在基因敲除中的应用 CRISPR-Cs9系统在基因敲除中的应用 病毒载体在基因敲除中的联用
基因敲除技术在癌症治疗中的应用
基因敲除技术能够精准地编辑人类基因为癌症治疗提供了新的手段。
通过敲除致癌基因或激活抑癌基因基因敲除技术可以有效抑制癌症细胞的生长和扩散。 基因敲除技术在癌症治疗中具有个体化、精准化的特点可以降低治疗副作用和提高治疗 效果。 目前基因敲除技术在癌症治疗领域仍处于研究阶段但已取得了一定的成果和进展。
基因敲除技术还可以用于疫苗开发通过消除病毒基因中的关键位点降低病毒的毒力或致癌性从 而开发出更安全、更有效的疫苗。
06
未来展望与研究方向
Cre-loxP、CRISPR-Cs9技术与病毒载体联用技术的发展 前景
技术改进:随着 基因编辑技术的 不断进步CreloxP、 CRISPR-Cs9与 病毒载体的联用 技术将得到进一 步优化提高敲除 效率和应用范围。
Cre-loxp系统
Cre-loxp系统Cre-lox系统介绍及使⽤汇总由于Cre-lox系统具有操作简单、重组率⾼的优点,如今已经成为体内外遗传操作的强有⼒⼯具。
利⽤Cre-lox系统,可以在特定细胞、组织或整个⽣物体,甚⾄在特定时间点敲除或表达某个基因,实现对特定基因的时空特异性操作,这对基因功能的研究和⼈类疾病动物模型的建⽴都具有深刻影响。
1.什么是Cre-lox系统?从名字就能知道这套系统的两个主要组成部分:(1)Cre重组酶环化重组酶(Cre,cyclizationrecombinase),是酪氨酸位点特异性重组酶之⼀,能催化两个DNA 识别位点之间的位点特异性重组。
Cre重组酶来源于P1噬菌体,由343个氨基酸组成,能特异性地识别Lox位点。
除Cre以外,此类重组酶还有Flp(flipase)和Dre(D6特异性重组酶)。
(2)Lox位点Cre重组酶识别的回⽂DNA位点,也叫loxP(locusofX-overP1)位点,长34bp,其特征结构为ATAACTTCGTATA?-NNNTANNN-TATACGAAGTTAT。
两边反向互补的13个碱基为Cre重组酶的识别序列,中间的8个碱基为重组发⽣位置,这也决定了loxP的⽅向。
N表⽰可变碱基,不同的碱基选择可形成不同的Lox位点,除了野⽣型loxP,常见的还有Lox2272,Lox511,Lox5171等等,这些突变Lox位点也能被Cre重组酶识别,但是只有两个序列相同的Lox位点之间才能发⽣重组。
在同⼀个DNA分⼦上,根据Lox位点的位置与⽅向,可能会发⽣3种不同的重组事件:(1)切除:当两个Lox位点在同⼀染⾊体上且⽅向相同时,将切除同向Lox位点之间的DNA序列(也叫Lox侧翼序列,Flox序列)。
(2)反转:当两个Lox位点位于同⼀染⾊体上且⽅向相反时,两个Lox位点之间的序列发⽣序列反转,即颠倒。
(3)易位:如果两个Lox位点位于不同的染⾊体上且⽅向相同,则易位事件将导致DNA ⽚段的交换。
0425-cre-loxp、crispr-cas9技术与病毒载体在基因敲除中的联用
2.1 CRISPR-Cas9技术
2.2 CRISPR-Cas9系统
DNA、RNA和蛋白质聚合物
2.3 CRISPR-Cas9技术
2.4 CRISPR-Cas9技术
1. CRISPR-Cas9系统的可用位点更多:理 CRISPR-Cas9进行编辑的位点,而TALEN和 到一个可用位点;
1.1 Cre-loxP技术基本原
1.2 Cre-loxP技术应用
1.2 Cre-loxP技术应用—
与组织特异性启动子结合应用,
启动子
albumin insulin adipose protein 2
1.2 Cre-合应用,对
启动子
Mx1 CMV-tTA
4 组合应用示例——Cr
4.1 Cre-loxP与病毒工具
“条件性基因激活”模式
4.1 Cre-loxP与病毒工具
4.2 Cas9系统与病毒工具
4.2 Cas9系统与病毒工具
4.3 Cre-loxP、CRISPR-C
Cre-dependent Cas9 mice
思考
阐述Cre-LoxP技术的基本 CRISPR-Cas9技术与ZFN
诱导物
IFN tetracycl
1.3 Cre-loxP技术仍有不
2. CRISPR-Cas9技术
传统的基因打靶技术主要依赖于基因 代靶基因片段,从而达到目的。 但是同源重组在细胞中的发生概率极 费用也比较高。
新3代基因组编辑工具
均由自然界存在的核酸酶系统 均具有识别核酸碱基特异性的 作用机制:均通过在细胞基因
Cre-loxP、CRI 与病毒载体在基因
Content
第一节、Cre-loxP技术 第二节、 CRISPR-Ca
CRISPR-Cas9
2. 用CRISPR-Cas9 编辑特定基因: 案例之五
Chiou et al recently reported the generation of a Cre-regulated Cas9 mouse:
将LSL(Lox-Stop-Lox )Cas9 原件导入H11 locus,这 些小鼠的Cas9只有Cre重组酶 与LSL-Cas9结合后才能表达
癌症模型。
2. 用CRISPR-Cas9 编辑特定基因: 案例之二
Background:
NHEJ(Non-homologous) =非同源性末端连接; HDR(Homology directed repair)=同源重组修复
2. 用CRISPR-Cas9 编辑特定基因: 案例之二
• Platt等人在小鼠体内进行实验
通过气管滴注(intratracheal instillation)腺病毒载体将 Cas9与两种sgRNs导入肺部
repaired by generating a 10-Mb inversion.
Eml4-Alk fusion oncogene
2. 用CRISPR-Cas9 编辑特定基因:案例之三
案例之三
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验一:
The Eml4 and Alk
将慢病毒载体通过气管 或肺部注射进小鼠肺组 织,从而导入Cas9与两种
sgRNA
实验二:
genes were targeted by two sgRNAs inducing two DSBs in the same chromosome, which were
3
除,Kras处发生同源重组修复(HDR)造成
Kras突变。
2. 用CRISPR-Cas9 编辑特定基因:案例之三
creloxp重组酶系统原理
Cre-loxp重组酶系统是一种常用的基因编辑技术,它可以在特定的DNA序列上实现特异性的编辑和改变。
本文将从原理、应用和发展趋势等方面对Cre-loxp重组酶系统进行介绍。
一、Cre-loxp重组酶系统的原理1. Cre重组酶Cre重组酶是一种来源于大肠杆菌的酶,它能够识别和结合特定的DNA序列loxp,并在该序列上引发DNA的重组事件。
Cre酶最初是在嗜盐古细菌(Archaeoglobus fulgidus)中发现的,后来被用于基因编辑和遗传工程领域。
2. loxp序列loxp序列是Cre-loxp重组酶系统中的关键部分,它是一种DNA序列,长度为34个碱基对,其中包含了两个逆向定向重组位点。
这样的结构使得Cre酶可以选择性地将该序列分为两部分,并引发DNA片段的剪接和重组。
3. Cre-loxp重组酶系统的原理当Cre重组酶与loxp序列结合后,它将在该序列上诱导DNA的重组,使得该序列内的基因组成发生改变。
这种改变可以是插入、缺失、逆向或转向等,具体取决于Cre酶与loxp序列的相对定向。
Cre-loxp重组酶系统可以实现对特定DNA序列的编辑和改变。
二、Cre-loxp重组酶系统的应用1. 基因敲除通过Cre-loxp重组酶系统,可以实现对特定基因的敲除。
具体而言,首先需要在目标细胞中导入一个含有loxp序列的质粒,然后再导入Cre重组酶。
Cre酶与loxp序列结合后,将引发目标基因的敲除,从而实现对该基因的功能破坏或消除。
2. 基因激活除了基因敲除外,Cre-loxp重组酶系统还可以实现对特定基因的激活。
这种激活方式通常是通过插入或逆向调控目标基因的转录和翻译,从而增加目标基因产物的表达水平。
3. 细胞命运的调控在细胞生物学领域,Cre-loxp重组酶系统也被广泛应用于调控细胞的命运和功能。
通过敲除或激活特定基因,可以实现对细胞增殖、分化、凋亡等过程的调控,从而揭示细胞内部的生物学机制。
Cas9 TALEN CRISPR条件性敲除小鼠的原理
条件性敲除小鼠的原理
目前的条件性敲除小鼠主要是基于Cre-LoxP系统的。
Cre-LoxP系统是源于P1噬菌体的一个DNA重组体系,由Cre酶和相应的LoxP位点组成,它能导致重组发生在特定的DNA序列处(LoxP位点),该系统可以将外源基因定点整合到染色体上或将特定DNA片段删除。
传统的条件性敲除
基于Cre-LoxP的基因打靶要分两步来进行。
传统方法,首先要在胚胎干细胞的基因组中引入LoxP序列,这一步可以通过打靶载体的设计和对同源重组子的筛选来实现。
第二步,通过Cre介导的重组来实现靶基因的遗传修饰或改变。
在细胞水平上,可以用Cre重组酶表达质粒转染中靶细胞,通过识别 LoxP位点将抗性标记基因切除;在个体水平上将重组杂合子小鼠与Cre转基因小鼠杂交,筛选子代小鼠就可得到删除外源标记基因的条件性敲除小鼠。
将Cre基因置于可诱导的启动子控制下,通过诱导表达Cre重组酶而将LoxP位点之间的基因切除(诱导性基因敲除),实现特定基因在特定时间或者组织中的失活。
一般需要一年以上的时间,价格在15-20万不等。
华夏凯奇基于Cas9系统的条件性敲除
原理上和传统的条件性敲除类似,差别在于华夏凯奇利用Optimized Cas9/CRISPR System(OCAS)技术在基因组上加入loxp序列,可以快速获得Loxp 位点插入的小鼠。
目前我们一般只需要4-5个月。
价格也比传统方法大大降低。
江苏省天一中学2025届高二生物第二学期期末学业质量监测试题含解析
江苏省天一中学2025届高二生物第二学期期末学业质量监测试题注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:(共6小题,每小题6分,共36分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如下图中箭头所指,如果该线性DNA分子在3个酶切位点上都被该酶切断,则会产生a、b、c、d四种不同长度的DNA片段。
现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA 分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶酶切后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA 片段种类数是()A.3 B.4 C.9 D.122.下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的是A.真核细胞的核DNA为链状,原核细胞的拟核DNA为环状B.真核细胞以有丝分裂方式增殖,原核细胞以无丝分裂方式增殖C.真核生物都是需氧型,原核生物都是厌氧型D.真核生物都是多细胞生物,原核生物都是单细胞生物3.根据细胞器的功能推测,下列叙述错误的是A.心肌细胞比腹肌具有更多的线粒体B.汗腺细胞比肠腺细胞具有更多的核糖体C.胰腺细胞比心肌细胞具有更多的高尔基体D.生命活动旺盛的细胞比衰老细胞具有更多的线粒体4.人体绝大部分神经元之间的兴奋传递是通过递质实现的。
下列关于突触和兴奋传递的叙述,错误的是A.突触前后两个神经元的兴奋是同时发生的B.兴奋通过突触时由电信号转化为化学信号,再转化为电信号C.构成突触的两个神经元之间的间隙中充满组织液D.兴奋在突触处只能单向传递5.如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。
下列相关叙述中正确的是( )A.②阶段会发生减数分裂过程B.①阶段需生长素,而③阶段需细胞分裂素C.此过程体现了植物细胞具有全能性D.此兰花的花药经离体培养所得植株为二倍体6.孟德尔在用豌豆进行的一对相对性状的杂交实验中观察到子二代出现3:1的性状分离比,并对此现象提出了解释,下列有关叙述正确的是()A.孟德尔摒弃了前人融合遗传的观点,认为遗传因子不会融合,但可能会消失B.杂交实验中F2出现3:1的性状分离比,这属于“假说﹣演绎法”中的假说C.杂合子F1在形成配子的时候成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子D.雌雄配子的结合是随机的,因为生物的雌配子和雄配子数量理论上是相等的二、综合题:本大题共4小题7.(9分)提到发酵,往往会使人联想到生活中发面制作馒头、面包,酿造醋和酱油等。
rescue实验转染步骤
rescue实验转染步骤背景技术:在细胞中敲除靶基因并观察所得表型是生物学研究中确定一个基因功能最常用的方法。
然而,有一些基因是维持细胞存活必不可少的,称为必需基因。
直接敲除必需基因,将导致细胞死亡,无法研究敲除后对细胞功能的影响。
这类基因只能靠条件性敲除研究。
已有的几种条件性敲除方法总结如下:(1)cre/loxp重组系统是条件性敲除必需基因最常用的方法。
该技术需要在靶基因两侧插入一对34bp的loxp位点,在cre重组酶作用下,两个lox位点之间的序列会发生重组删除。
所用的cre重组酶一般为mer—cre—mer,加雌激素cre可以发挥重组功能。
cre 需要整合到基因组上表达。
(2)另一种常用的方法是利用tet—on/tet—off调控基因表达。
首先构建一个稳定表达转录激活因子tta的细胞系,然后将tre启动子插入到内源基因上游启动子序列中,这样就可以调控内源基因表达。
也可以先引入外源基因,再将内源基因敲除,外源基因启动子为tre 启动子,受dox调控表达。
然而这些方法都需要多个步骤来构建外源基因稳定整合的细胞系,耗时耗力。
研究突变对基因功能的影响时,往往需要将突变引入到内源基因上,工作量很大。
技术实现要素:为了克服现有技术的不足,本发明目的在于提供一种在细胞系中条件性敲除必需基因的方法及研究必需基因突变体功能的方法。
本发明方法简单、快速、有效。
本发明通过构建同时存在条件下细胞才能存活的一个双质粒系统,把crispr/cas9基因编辑系统、tet—off诱导调控系统和外源基因克隆到这个双质粒系统中,实现必需基因条件性敲除。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种在细胞系中条件性敲除必需基因的方法,具体步骤如下:(1)构建双质粒系统,双质粒系统包含ko质粒(敲除质粒)和rescue质粒(营救质粒),ko质粒含有用于敲除内源基因的sgrna 和cas9基因,用于调控外源基因表达的tta基因和负责质粒在真核细胞中复制的ebna1和orip元件;rescue质粒含有补偿敲除的必需基因的外源补偿基因,用于筛选转染成功细胞的抗药基因和在ebna1蛋白的作用下可以使质粒在真核细胞中复制的orip元件;将靶向目的基因的sgrna克隆到ko质粒上,将外源补偿基因cdna克隆到rescue质粒上;(2)将双质粒系统转染到细胞中,在药物筛选下培养若干天,分选单克隆,测序鉴定,即筛选出必需基因纯合敲除的细胞系。
CreloxP、CRISPRCas9技术与病毒载体在基因敲除中的联用 ppt课件
2016-04-25
2
ppt课件
Content
3
第一节、Cre-loxP技术 第二节、 CRISPR-Cas9技术 第三节、病毒工具简介 第四节、组合应用示例
ppt课件
基因操作技术一览
4
ppt课件
1. Cre-loxP技术简介
工设计这两种 RNA,可以改造形成
具有引导作用的sgRNA (short
guide RNA )
N代表任意DNA碱基
Cas9:
复合物引导核酸酶 Cas9 蛋白在与 crRNA 配对的序列靶位点剪切双链 DNA。HNH结构域剪切配对的部分, Ruvc结构域剪切未配对的链。
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2.3 CRISPR-Cas9技术流程
非同源末端连接(non homologous end joining, NHEJ)
ppt课件
新3代基因组编辑工具
12
均由自然界存在的核酸酶系统改造而来 均具有识别核酸碱基特异性的结构域 作用机制:均通过在细胞基因组创造双链断裂缺口, 从
而诱发细胞自身修复机制完成基因修饰
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2.1 CRISPR-Cas9技术来源
启动子
Mx1 CMV-tTA CMV-ER
诱导物
IFN tetracycline tamoxifen
Cre表达的靶组织
肝脏、免疫细胞 广泛表达 广泛表达
—MerCreMer重组蛋白
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1.3 Cre-loxP技术仍有不足之处
10
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2. CRISPR-Cas9技术
传统的基因打靶技术主要依赖于基因同源重组,利用设计的同源臂替 11代靶基因片段,从而达到目的。 但是同源重组在细胞中的发生概率极低,而且步骤比较复杂、耗时间、 费用也比较高。
CRISPR-Cas9操作流程
Genloci Classic CRISPR-Cas9内部操作流程Protocol No. PT140726-1Protocol No. PT140726-11,CRISPR-Cas9基因编辑实验流程图如下:pGK1.1U6 CACC G CAAA 4 55’ -5’3’-3’ -- ~20bp2,操作步骤实验前,请您务必做好以下验证实验:A.单细胞生长情况,确保单个细胞可以正常生长形成单克隆,即,低密度的细胞在培养皿中可以形成单克隆。
B.目的基因的表达情况分析,为防止因染色体缺失等情况导致靶基因缺失,首先需要PCR扩增靶基因,并对PCR结果进行测序,确保靶基因的完整存在;其次,您还可以用RT-PCR分析靶基因的活跃度。
1. 设计Oligo DNA序列首先,您需要在靶标DNA区域中设计一对20bp左右的oligo DNA,您可以通过以下在线工具设计:●麻省理工学院的CRISPR Design:/●德国癌症研究中心的E-Crisp:/E-CRISP/designcrispr下面我们选择麻省理工学院的CRISPR Design工具来做设计举例,以Fut8基因为例,一次只能输入大小为23~250bp的基因片段,最好一次只输入一个外显子,避免Guide序列跨内含子的。
点击“Download as genbank”按钮,出现以下界面:“Fut8”Array根据左边的score的高低选取合适的Guide序列,以Guide#1序列为例,2条单链oligo的序列如下(红色字体部分是要与Bbs I酶切后的载体相互补的部分):Fut8-F: cacc G AATGAGCATAATCCAACGCCFut8-R: aaac GGCGTTGGATTATGCTCATTC※注意:oligo DNA设计序列的第一个碱基必须是G,如果你选取的Guide序列的第一个碱基不是G,可自行加一个G上去。
另外,需在位点上下游各设计一条引物,用于后续PCR或测序检测阳性克隆,引物能扩增约300bp 的DNA片段,上游引物距突变位点约100bp,下游引物距突变位点约200bp。
CRISPRCas9基因编辑技术综述
CRISPR/Cas9基因编辑技术综述作者:钦越陈志杨章平来源:《河南农业·教育版》2021年第07期摘要:CRISPR/Cas9首次在细菌中被发现,是适应性免疫系统的一部分,现已广泛用于工程改造基因组中激活或抑制基因表达。
同时,CRISPR/Cas9有望通过提供一种有效的技术来剖析癌症发生的机制,确定药物开发的靶标,并可能为基于细胞的疗法提供支撑以加速癌症的研究。
对CRISPR/Cas9技术的发展历史和应用范围做了概述及展望,以期为CRISPR/Cas9技术的后续发展提供思路。
关键词:CRISPR/Cas9;基因编辑;哺乳动物长期以来,基因疗法一直被寄予希望可以治疗或纠正人和动物体内的各种疾病和缺陷。
随着簇状规则间隔短回文重复序列(CRISPR)的发现、基于CRISPR的原核生物适应性免疫系统(CRISPR相关系统,Cas)的机制以及它的再利用成为一种有效的基因编辑工具,使得分子生物学领域发生了革命性的变化,并激发了人们对新的和改进的基因治疗的兴趣。
CRISPR/Cas9(规律性成簇间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白)系统是继ZFN、TALENs等基因编辑技术推出后的第三代基因编辑技术,是现有基因编辑和基因修饰里面效率最高、最简便、成本最低的技术之一,已成为当今最主流的基因编辑系统。
一、CRISPR/Cas9系统的起源1987年,日本科学家在研究大肠杆菌的时候发现其基因组上有一段29bp的序列反复出现了数次且彼此之间被一段 32bp的序列所隔开。
1993年,西班牙科学家Francisco Mojica在地中海噬盐菌中也同样发现了这段重复序列。
随着后续的研究,他在二十多种不同的微生物体内都发现了这种重复DNA结构,并将其命名为成簇的规律间隔的短回文重复序列(Clustered Regulation Interspaced Short Palindromic Repeats,CRISPR)。
利用CRISPR-Cas9和CreloxP系统删除34个非必需基因构建L-苏氨酸生产菌
利用CRISPR-Cas9和Cv^HoxP系统删除34个非必需基因构建L-苏氨酸生产菌丁志祥12,胡晓清12,柳亚迪12,王小元*123(1.食品科学与技术国家重点实验室,江南大学,江苏无锡214122;2,江南大学生物工程学院,江苏无锡214122;3.江南大学国际食品安全联合实验室,江苏无锡214122)摘要:L-苏氨酸是一种被广泛应用于食品、饲料及医药等领域的必需氨基酸$大肠杆菌以葡萄糖为碳源合成L-苏氨酸的过程中,一些非必需基因的转录和翻译会消耗碳源$利用CRISPR-Cas9和位点特异性重组系统Cre/loxP,敲除了大肠杆菌MG1655基因组中puuE和ynal区间的34个非必需基因(共30.372kb),获得了突变菌MG003,然后通过高表达L-苏氨酸合成途径中关键基因thrA*"thrB和thrC以及L-苏氨酸转运酶编码基因rhtA和rhtC提高L-苏氨酸产量。
与对照菌MG1655/pFW01-thrA*B C比,MG003/pFW01-thrA*B C生长加快,L-苏氨酸产量提高25.5%:MG003/pFW01-thrA*B C-rhtA的L-苏氨酸产量提高了43.3%;MG003/pFW01-thrA*B C-rhtC的L-苏氨酸产量提高了74.5%。
研究结果表明,大肠杆菌基因组中34个非必需基因的删除有利于其提高L-苏氨酸合成能力。
关键词:大肠杆菌;L-苏氨酸;CRISPR-Cas9;Cre/loxP;puuE;ynal中图分类号:Q933文章编号:1673-1689(2020)11-0071-10DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2020.11.010Construction of L-Threonine-Producing Escherichia coli by Deleting34NonEssential Genes Using CRISPR-Cas9and CrelloxP System*1,2,3DING Zhixiang1,2,HU Xiaoqing1,2,LIU Yadi1,2,WANG Xiaoyuan(1.State Key Laboratory of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi214122,China;2.Schoolof Biotechnology,Jiangnan University,Wuxi214122,China; 3.International Joint Laboratory on Food Safety,Jiangnan University,Wuxi214122,China)Abstract:L-threonine is an essential amino acid widely used in food,feed and medicine.In theprocess of L-threonine synthesis from glucose,transcription and translation of some non-essentialgenes consume carbon source.In this study,CRISPR-Cas9and site-specific recombination systemCrel loxP were used to delete34non-essential genes(30.372kb)between puuE and ynal genes in thegenome of E.coli MG1655,resulting the mutant strain MG003.The genes thrA thrB and thrC,thekey genes in the L-threonine biosynthetic pathway,and the genes rhtA and rhtC encoding theL-threonine transporters,were then overexpressed in MG003to increase the L-threonine production.Compared to the control strain MG1655lpFW01-thrA*B C,MG003lpFW01-thrA%BC grew faster and收稿日期:2019-04-01基金项目:国家轻工技术与工程一流学科自主课题项目(LITE201P-10)(*通信作者:王小元(1965—),男,博士,教授,博士研究生导师,主要从事微生物代谢工程方面的研究。
Cre鼠和loxp鼠繁殖策略
Cre鼠和loxp鼠繁殖策略
《Cre鼠和loxp鼠繁殖策略》
Cre鼠和loxp鼠是生物学家常用的基因编辑工具,它们的繁殖策略也是重要的研究内容。
Cre鼠是一种基因敲除动物,它的繁殖策略是先将其基因编辑,然后将其与普通小鼠进行
杂交,最后将杂交后的小鼠繁殖起来,从而获得纯种的Cre鼠。
Loxp鼠是一种可以控制基因的动物,它的繁殖策略是将其基因编辑,然后将其与普通小
鼠进行杂交,最后将杂交后的小鼠繁殖起来,从而获得纯种的Loxp鼠。
Cre鼠和Loxp鼠的繁殖策略相似,都是首先进行基因编辑,然后将其与普通小鼠进行杂交,最后将杂交后的小鼠繁殖起来,从而获得纯种的Cre鼠和Loxp鼠。
以上就是Cre鼠和Loxp鼠繁殖策略的基本介绍,它们的繁殖策略是生物学家研究的重要
内容,可以为生物学家在基因编辑研究中提供有用的参考。
Cre-loxP、CRISPR-Cas9技术与病毒载体在基因敲除中的联用PPT精选课件
3. 病毒载体
17
3.1 病毒载体比较
18
3.1 病毒载体比较
19
3.2 病毒载体应用
20 组成型启动子-感染特性决定表达分布
3.2 病毒载体应用
21 特异性启动子-空间和时间精细表达
4 组合应用示例——Cre-loxP与病毒工具结合
22
4.1 Cre-loxP与病毒工具结合应用
23
“条件性基因激活”模式
间发生基因重组。
Cre重组酶无需借助任何辅助因子,可作用于多种结构的DNA底物,如线形、
环状甚至超螺旋DNA。
loxP位点,是locus of X-over P1的缩写,来自P1噬菌体。间隔序列决定loxP
的方向,如下所示: 13bp
8bp
13bp
ATAACTTCGTATA-NNNTANNN-
TATACGAAGTTAT
2.4 CRISPR-Cas9技术优势
16
1. CRISPR-Cas9系统的可用位点更多:理论上基因组中每8 个碱基就能找到一个可用CRISPR-Cas9进行编辑的位点,而 TALEN和ZFN系统则在数百甚至上千个碱基中才能找到一个 可用位点;
2. CRISPR-Cas9系统更具有可拓展性:例如可以通过对 Cas9蛋白的修饰,让它不切断DNA双链,而只是切开单链, 这样可以大大降低切开双链后带来的非同源末端连接造成的 染色体变异风险;此外还可以将Cas9蛋白连接其他功能蛋白, 从而在特定DNA序列上研究这些蛋白对细胞的影响;
基因操作技术一览
4
1. Cre-loxP技术简介
5
Cyclization recombinase
Cre蛋白于1981年从P1噬菌体中被发现,属于λInt酶超基因家族。
基因编辑crispercas9
1987年
Mojica发现这种串 联重复序列在原核 细胞中广泛存在。
2000年
2002年
发现 CRISPR中的间隔序 列 来 源 于 外源 基 因 ,并 推测 其 可能与细菌和古 生菌的获得性免疫相关 。
2005年
日本Ishino在大肠杆菌碱性 磷酸酶基因附近第一次发现 CRISPR串联重复序列。
科学家正式命名 CRISPR 和 Cas 基 因 。
间隔区俘获外援DNA
3 CRISPR/Cas 的分类
3 CRISPR/Cas9 的作用机制
PAM:(protospacer adjacent motif) 间隔相邻基序,该序列由NGG3个碱基 组成,位于 DNA 结合区域上游并且紧 邻结合区域处。
帮助 crRNA 识别和获取靶位点片段; 在干扰过程中帮助该核糖核蛋白复合 物区分自身的 DNA 和外援入侵的DNA。
▷① Cre-LoxP重组酶系统:
Cre 重组酶是一种具有催化活性的单体 蛋白,它与限制酶功能相似,能识别特 异的 DNA 序列,即 loxP 位点,使 loxP 位点间的基因序列被删除或重组。
1 基因编辑技术 大片段双链RNA
▷② RNA干扰:
二聚体酶Dicer 小分子干扰RNA
RNA+沉默诱导复合体RISC 配对
……
第三部分
『 CRISPR/Cas结构 、分类 及作用机制 』
3 CRISPR/Cas 的结构
CRISPR(Clustered
regularly interspaced short palindromic repeats),被 称为规律成簇间隔短回文 重复序列,实际上就是一 种基因编辑器,是细菌用 以保护自身对抗病毒的一 个系统,也是一种对付攻 击者的基因武器。
基因编辑技术在害虫防治中的应用
基因编辑技术在害虫防治中的应用殷玥;李媛媚;黄娟;开振鹏;周昌艳;陈珊珊【摘要】本文介绍了三代基因编辑技术ZFN、TALEN及CRISPR/Cas9的作用机制和技术关键,对利用基因编辑技术进行昆虫研究相关的靶标选择案例与实际应用实例进行介绍.针对各项实际案例的研究结果,系统地对这项技术可能出现的问题进行分析阐述,展望其在害虫防治方面的应用前景.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】2页(P51,42)【关键词】基因编辑;害虫防治;CRISPR/Cas9【作者】殷玥;李媛媚;黄娟;开振鹏;周昌艳;陈珊珊【作者单位】上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所,中国上海201403;上海应用技术大学化学与环境工程学院,中国上海201418;上海应用技术大学化学与环境工程学院,中国上海201418;中国科学院动物研究所,中国北京100101;上海应用技术大学化学与环境工程学院,中国上海201418;上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所,中国上海201403;上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所,中国上海201403【正文语种】中文每年,由于害虫带来的经济损失和用来控制害虫的杀虫剂花费都高达上百亿元。
同时,杀虫剂的长期使用也会带来污染和抗药性等诸多问题。
害虫的安全、有效防治一直是植物保护研究中的主要关注点。
基因技术很早就被昆虫学家作为研究的重要工具。
前期主要采用化学诱变剂和辐射等方式。
自1980年转座子发现以来,人们对于昆虫基因的靶向修饰变得越来越方便和精确。
通过基因的重组和编辑能达到以低毒的方式对害虫的数量进行控制。
目前常用技术主要包括:转基因和基因编辑技术。
转基因技术已发展的较为完善,并已广泛运用在植物保护中。
近年来,基因编辑技术得到了极大的发展。
人们通过注射的手段将外源基因导入到昆虫体内,敲除、修改或加入某种特定基因,从而影响其正常生长。
基因编辑技术应用在诸多昆虫上都得到了较好的验证效果。
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The EMBO Journal Vol 35 | No 2 | 2016 143
Genetic analyses demonstrated that Raf isoforms possess unique and overlapping functions. B-Raf is required for maximum ERK activation and for placental development as it is illustrated by the embryonic lethality of B-Raf-deficient mice (Wojnowski et al, 2000; Brummer et al, 2002; Galabova-Kovacs et al, 2006, 2008; Zhong et al, 2007). B-Raf displays the most potent transforming activity among the three isoforms and is often activated by somatic alterations in cancer (Pritchard et al, 1995; Holderfield et al, 2014). Consequently, B-Raf appears as an attractive therapeutic target and inhibitors such as vemurafenib yield unprecedented response rates
1 Faculty of Medicine, Institute of Molecular Medicine and Cell Research, Albert-Ludwigs-University (ALU), Freiburg, Germany 2 Centre for Biological Systems Analysis ZBSA, ALU, Freiburg, Germany 3 Spemann Graduate School for Biology and Medicine, ALU, Freiburg, Germany 4 Faculty of Biology, ALU, Freiburg, Germany 5 Department of Hematology and Oncology, University Medical Center, ALU, Freiburg, Germany 6 Centre for Biological Signalling Studies BIOSS, ALU, Freiburg, Germany 7 Department of Molecular Immunology, Faculty of Biology, University of Freiburg, Freiburg, Germany 8 Comprehensive Cancer Centre, Freiburg, Germany 9 German Consortium for Translational Cancer Research DKTK, Standort பைடு நூலகம்reiburg, Germany 10 Center for Chronic Immunodeficiency CCI, University Medical Center, Freiburg, Germany 11 Institute of Immunology, University Hospital Ulm, Ulm, Germany
Published online: December 10, 2015
Article
Activation loop phosphorylation regulates B-Raf in vivo and transformation by B-Raf mutants
Martin Köhler1,2,3,4,†, Michael Röring1,2,3,4,†, Björn Schorch2,3,4, Katharina Heilmann2,4, Natalie Stickel3,4,5, Gina J Fiala3,4,6,7, Lisa C Schmitt1,2,4, Sandra Braun1,2,6, Sophia Ehrenfeld1,4, Franziska M Uhl1,4, Thorsten Kaltenbacher1,4, Florian Weinberg1,2,4, Sebastian Herzog2,6,7, Robert Zeiser5,6,8,9, Wolfgang W Schamel6,7,10, Hassan Jumaa6,7,11 & Tilman Brummer1,2,4,6,8,9,*
See also: A Varga & M Baccarini (January 2016)
The Ras/Raf/MEK/ERK pathway plays a pivotal role in controlling proliferation, survival, and differentiation. As this pathway is often deregulated in various diseases, in particular cancer and RASopathies, its components are pursued as targets for pharmacological intervention (Holderfield et al, 2014; Samatar & Poulikakos, 2014). Raf kinases represent a particularly important node as they are subject to a complex and tight regulation (Cseh et al, 2014). The Raf family comprises A-Raf, B-Raf, and Raf-1 in vertebrates and single raf genes in invertebrates such as D-Raf and LIN-45 in Drosophila and Caenorhabditis, respectively. Distant relatives are the KSR proteins, which promote MEK activation as scaffolds, allosteric Raf activators, and potentially by their own kinase activity (Brennan et al, 2011). As described below, the presence of three Raf and two KSR isoforms allows fine-tuning of Raf activity by forming homoand heterodimers with distinct signaling potential (Cseh et al, 2014; Mooz et al, 2014). For example, B-Raf/Raf-1 heterodimers represent the most potent MEK activator (Rushworth et al, 2006; Freeman et al, 2013).
Keywords BRAF fusion; Cre/loxP system; gene targeting; MAPK pathway; Ras Subject Categories Cancer; Signal Transduction DOI 10.15252/embj.201592097 | Received 19 May 2015 | Revised 26 October 2015 | Accepted 28 October 2015 | Published online 10 December 2015 The EMBO Journal (2016) 35: 143–161
*Corresponding author. Tel: +49 7612 039610; Fax: +49 7612 039602; E-mail: tilman.brummer@zbsa.de †These authors contributed equally to this work
ª 2015 The Authors
Abstract
Introduction
Despite being mutated in cancer and RASopathies, the role of the activation segment (AS) has not been addressed for B-Raf signaling in vivo. Here, we generated a conditional knock-in mouse allowing the expression of the B-RafAVKA mutant in which the AS phosphoacceptor sites T599 and S602 are replaced by alanine residues. Surprisingly, despite producing a kinase-impaired protein, the Braf AVKA allele does not phenocopy the lethality of Braf-knockout or paradoxically acting knock-in alleles. However, BrafAVKA mice display abnormalities in the hematopoietic system, a distinct facial morphology, reduced ERK pathway activity in the brain, and an abnormal gait. This phenotype suggests that maximum B-Raf activity is required for the proper development, function, and maintenance of certain cell populations. By establishing conditional murine embryonic fibroblast cultures, we further show that MEK/ ERK phosphorylation and the immediate early gene response toward growth factors are impaired in the presence of B-RafAVKA. Importantly, alanine substitution of T599/S602 impairs the transformation potential of oncogenic non-V600E B-Raf mutants and a fusion protein, suggesting that blocking their phosphorylation could represent an alternative strategy to ATP-competitive inhibitors.