生物学前沿技术与高中生物之CRISPRa基因编辑技术

CRISPRa技术及其在诱导多能性干细胞方面的应用

汇报人：杨蕊硕学号：1032012224003010203联系教材CRISPRa技术原理CRISPRa技术诱导多能干细胞Contents目录04参考文献01联系教材联系教材人教版必修2，《遗传与进化》，第五章，基因突变与其他变异，第一节

基因突变和基因重组中的生物科技进展模块首次提及基因组编辑，并对CRISPR/Cas9基因组编辑技术及原理进行了介绍。联系教材人教版高中生物学选择性必修三第三章基因工程章首科技探索之路模块基因工程的诞生和发展中再次提及CRISPR/Cas9基因组编辑技术。Cas9与重组DNA技术的基本工具之一的限制性内切核酸酶功能相似。02CRISPRa技术原理CRISPR(ClusteredRegularlyInterspacedShortPalindromicRepeats):规律成簇间隔短回文重复重复序列（Repeats）间隔序列（Spacers）CRISPR/Cas9Cas9蛋白:含有两个核酸酶结构域，可以分别切割DNA两条单链。作用机制分为三阶段：1、获取2、表达3、干扰CRISPR/Cas9系统作用机制PAM序列：原间隔序列临近基序两大原件与修复途径二、crRNA+tracrRNAcrRNcrcrRNAtracrRNAsgRNA一、Cas9非同源末端连接（NHEJ）可能造成小的插入或缺失，导致移码突变。同源定向修复（HDR）需要与靶DNA两侧同源的供体模板，可在断裂处进行精确的编辑。DNA双链断裂（DBS）Cas9/nCas9/dCas9Cas9，切割DNA两条链。RuvC结构域的第10位天冬氨酸突变为丙氨酸。nCas9(D10A)，切割靶标链。nCas9(H840A)，切割非靶标链。HNH结构域的第840位组氨酸突变为丙氨酸。dCas9，不能切割DNA。CRISPRa转录调控因子：本质是嵌合蛋白，通过促进关键辅因子的募集来调控转录。转录阻遏因子转录激活因子dCas9蛋白介导的转录激活CRISPRa技术通过将转录因子与sgRNA或dCas9蛋白融合，实现对目的基因的转录调控。03CRISPRa技术诱导多能干细胞诱导多能干细胞最初在2006年日本京都大学山中申弥团队将Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体，然后引入小鼠成纤维细胞，发现可诱导其发生转化，产生的细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似的细胞，这些细胞诱导多能性干细胞IPSC。出现了更优化的技术

找到了更多的相关转录因子

CRISPRactivationenableshigh-fidelityreprogrammingintohuman

pluripotentstemcells诱导多能干细胞OCT4,SOX2,KLF4,MYC,LIN28ANANOG,REX1(ZFP42),LIN28A,EEAmotifCRISPRa+E诱导多能干细胞TGCRISPRa+ECRISPRa+MECRISPRa+MmiR-302/367promotertargetingimprovesCRISPRa

reprogrammingefficiencymiR-302/367启动子靶向提高了CRISPRa重编程的效率04参考文献参考文献[1]SokkaJ,YoshiharaM,KvistJ,LaihoL,WarrenA,StadelmannC,JouhilahtiEM,KilpinenH,BalboaD,KatayamaS,KyttäläA,KereJ,OtonkoskiT,WeltnerJ,TrokovicR.CRISPRactivationenableshigh-fidelityreprogrammingintohumanpluripotentstemcells.StemCellReports.2022Feb8;17(2):413-426.[2]丁霄,潘转霞,杨六六,罗晓丽,姜南,竹梦婕,吴翠翠,兰刚,李朋波.基于CRISPR/Cas9的激活系统研究进展[J].生物工程学报,2022,38(08):2713-2724.[3]Wang,SW.,Gao,C.,Zheng,YM.etal.CurrentapplicationsandfutureperspectiveofCRISPR/Cas9geneeditingincancer.MolecularCancer,2