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我们对工程基因组的见解

2018-12-13 20:37:44 • 来源：

关于CCR5基因经过编辑以保护他们免受艾滋病毒感染的双胞胎中国婴儿出生的突发新闻再次将基因组工程置于热烈讨论的中心。人类和农业基因组工程一直是许多研究人员和政策制定机构关注的焦点，然而，基因组编辑工具不仅可以用于生成具有某些所需特征的生物体，而且还可以用于更多地了解特定的生物机制。

我们对工程基因组的见解

农业中的基因组编辑

植物病原体抗性一直是作物的理想特性，可以解决农业生产成本高的主要问题。向吉等人。研究传统的CRISPR-Cas9基因组编辑方法，发现广泛的脱靶效应可能成为该方法在农业中应用的主要障碍。因此，他们开发了两种新的病毒诱导型基因组编辑系统。他们能够证明新系统可以通过瞬时表达Cas9蛋白有效地减少病毒载量。在病毒感染之前和之后，转基因植物中的脱靶位点似乎很少。

尽管CRISPR-Cas9允许以碱基对精确度对作物进行靶向基因组编辑，但在农业应用途径中仍然存在障碍。Armin Scheben和David Edwards讨论了从实验室到农场的基因组编辑作物的瓶颈，包括农艺靶基因的发现和优先排序的挑战，以及政府如何严格监管工程作物。Christine Tait-Burkard及其同事回顾了最近在养殖动物物种中应用基因组编辑方面的进展，以及影响农场动物生产力，健康和福利的问题。

迈向精确编辑

如果基因组编辑方法可以实现零目标和没有目标错误，我们可能会更熟悉基因组工程生物。Ferhat Alkan及其同事提供了一个新的角度来评估CRISPR-Cas9脱靶效应 ; 他们关注核酸双链能量参数。Tao Guo及其同事关注Cas9诱导的非同源末端连接的错误模式，从而设计了一种成对的指导RNA方法，以利用基因组编辑中准确的非同源末端连接。

扩展的工具箱

对于功能基因组研究等基因组编辑工具的争议较小的应用与农业中的基因组编辑同样具有挑战性，需要扩展替代工具以适应各种基因组区域。Yong Lei及其同事回顾了DNA甲基化领域的技术进步，当前工具面临的其余挑战，以及新工具的未来发展如何能够改善表观遗传标记的精确添加或去除。

该特刊还包含Chao Li及其同事的扩展基础编辑工具，用于编辑植物中抗除草剂基因的多个拷贝; CRISPR-SKIP由Michael Gapinske及其同事编写基因编辑基因拼接程序; 和Raed Ibraheim及其同事的Neisseria meningtidis Cas9的体内一体化腺相关病毒传递系统。的特殊问题还包括CRISPRO由费雯丽AC Scheoonenberg和同事，这是为了获得从CRISPR平铺屏幕机械的见解，进行蛋白质和核苷酸序列级别的注解，以及蛋白质结构的3D可视化，以阐明官能团残基，并预测一个计算工具基因组编辑的表型结果。

随着基因组编辑工具及其应用的扩展，显然需要采取措施解决我们的道德问题，包括人类健康和食品中的安全问题。如何实现精确的基因组编辑的见解将能够从不同方面指导基因组编辑的规则。我们的见解和未来的研究对于推动该领域朝着健康的方向前进至关重要。

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