基因编辑技术的概念和原理专家讲座.pptx

基因编辑技术概念和原理什么是基因编辑技术？基因编辑研究背景基因编辑研究背景基因编辑研究背景基因编辑研究背景基因编辑优势基因编辑原理基因编辑原理基因编辑原理基因编辑原理基因编辑技术种类1.ZFN基因组编辑技术ZFN由锌指蛋白(ZFP)和FokⅠ核酸内切酶组成。其中，由ZFP组成DNA识别域能识别特异位点并与之结合，而由FokⅠ组成切割域能执行剪切功效，二者结合可使靶位点双链DNA断裂(DSB)。于是，细胞能够经过同源重组(HR)修复机制和非同源末端连接(NHEJ)修复机制来修复DNA。HR修复有可能会对靶标位点进行恢复修饰或者插入修饰，而NHEJ修复极易发生插入突变或缺失突变。二者都可造成移码突变，所以到达基因敲除目标。2.TALEN基因组编辑技术TALENs包含两个TALEN蛋白,每个TALEN都是由TALEarray与FokⅠ融合而成.其中一个TALEN靶向正义链上靶标位点,另一个则靶向反义链上靶标位点.然后FokⅠ形成二聚体,在靶向序列中间spacer处切割DNA,造成双链DNA断裂,随即细胞开启DNA损伤修复机制.针对不一样TALEN骨架,其最适宜spacer长度不一样,其长度范围普通为12~20bp.试验结果表明,TALENs在靶向DNA时,第一个碱基为T时其结合效果更佳。3.CRISPR/Cas9基因组编辑技术在这个系统中，只凭借一段RNA便能识别外来基因并将其降解功效蛋白引发了研究者兴趣。直到年，Jinek等第一次在体外系统中CRISPR/Cas9为一个可编辑短RNA介导DNA核酸内切酶，标志着CRISPR/Cas9基因组编辑技术成功问世。CRISPR/Cas系统由Cas9核酸内切酶与sgRNA组成.转录sgRNA折叠成特定三维结构后与Cas9蛋白形成复合体,指导Cas9核酸内切酶识别特定靶标位点,在PAM序列上游处切割DNA造成双链DNA断裂,并开启DNA损伤修复机制.从不一样菌种中分离CRISPR/Cas系统,其CrRNA(或者是人工构建sgRNA)靶向序列长度不一样,PAM序列也可能不一样。三种不一样技术比较续表基因编辑新技术用途1.基因功效研究1.基因功效研究1.基因功效研究1.基因功效研究2.基因治疗2.基因治疗2.基因治疗3.构建模式动物基因编辑新技术不受ES细胞限制，效率高，速度快，且定点编辑愈加准确，可在各种细胞及生物体特定位点进行切割和修饰。构建转基因小鼠第一人Jaenisch与其同事最近利用CRISPR-Cas系统又构建了携带特异性突变小鼠模型。4.改造和培育新品种Shukla等对玉米进行肌醇磷酸激酶1(inositolphosphatekinase1，IPK1)基因修饰，使其对除草剂耐性增强，在发育种子中肌醇磷酸盐表示谱也发生了与预期一样改变。Townsend等以烟草中丙酮醇合酶(acetolactatesynthase)基因SuR(SuRA和SuRB)位点为靶标，育成了对咪唑啉酮(imidazolinone)除草剂和对磺脲(sulphonylurea)除草剂都有抵抗力新品种。基因编辑不足基因编辑技术展望基因编辑技术展望基因编辑技术展望基因编辑技术展望