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利用CRISPR首次培育出单核苷酸转基因小鼠

更新时间  2021-04-03 01:23 阅读
本文摘要:囊性纤维化、镰状细胞性贫血、亨廷顿舞蹈症、苯丙酮尿症都是单核苷酸再次突变引起的疾病。核苷酸作为DNA的包容单位,分为腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)四种不同的类型。 人类的DNA由大约30亿个核苷酸组成。在某些情况下,只需要一个核苷酸的变化就能导致相当严重的疾病。 科学家们希望用一种精确的核苷酸来代替这种不精确的核苷酸,从而治愈这些疾病。然而,使用目前的基因编辑工具CRISPR-Cas9来替换单个核苷酸没有技术挑战。

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囊性纤维化、镰状细胞性贫血、亨廷顿舞蹈症、苯丙酮尿症都是单核苷酸再次突变引起的疾病。核苷酸作为DNA的包容单位,分为腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)四种不同的类型。

人类的DNA由大约30亿个核苷酸组成。在某些情况下,只需要一个核苷酸的变化就能导致相当严重的疾病。

科学家们希望用一种精确的核苷酸来代替这种不精确的核苷酸,从而治愈这些疾病。然而,使用目前的基因编辑工具CRISPR-Cas9来替换单个核苷酸没有技术挑战。

现在,在一项新的研究中,韩国基础科学院基因组工程中心的研究人员使用了一种流行的基因编辑技术CRISPR-Cas9的变体来培养单核苷酸编辑小鼠。相关研究成果发表在2017年2月27日的《自然保护学在线》杂志上,论文题目为《高效能基因引导的基础编辑胚胎》。作为近年来经常出现的一种有效的基因编辑技术,CRISPR-Cas9通过在DNA双链中再次突变的核苷酸附近展开并切割成外科部分DNA序列来发挥作用。

IBS的研究人员忽略了这一点,他们使用了Cas9蛋白的一种变体:nickecase9 (nCas9),并将Cas9与一种叫做胞苷胺化酶(CD)的蛋白融合。CRISPR-NCAS9-CD需要用一个核苷酸替换另一个核苷酸,所以也叫BaseEditor。2016年,美国哈佛大学的DavidLiu团队和日本神户大学的KeijiNishda团队开发了这种类型的脱氨酶,并在体外培养的细胞系中进行了测试。

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IBS研究人员通过在小鼠胚胎中使用它进一步发展了这项技术。IBS研究人员测试了CRISPR-NCA 9-CD是否需要纠正小鼠Dmd基因(编码外部肌萎缩蛋白)或Tyr基因(编码酪氨酸酶)中的一个单核苷酸。他们在这两个基因上都获得了成功:从Dmd基因单核苷酸突变的胚胎发育而来的小鼠,其肌肉中不产生供外用的肌营养不良蛋白,而Tyr基因单核苷酸突变的小鼠则出现了白化病。

外用肌萎缩蛋白明显与肌营养不良有关,酪氨酸酶控制黑色素生成。


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