Grunden för den kemiska förändringen! 2:a plats kvinnlig forskare

Markerad text | Återvänd till Japan

På kvällen den 7 oktober 2020, Beijing Time, delades priset ut till Emmanuelle Charpentier och Jennifer A. Doudna.

Sammanfattning:

Dr. Emmanuelle Charpentier, registrerad mikrobiolog, för närvarande chef för Institute of Infection Biology, National Mascot Research Institute. Under utvecklingen av CRISPR är dess huvudsakliga bidrag att öka aktiviteten av Cas9-protein i tracrRNA.

Dr. Jennifer A. Doudna, professor i kemi, molekylärbiologi och cellbiologi, Keuri University, forskare vid Huohua Medical Research Institute och akademiker vid National Academy of Sciences. Dr Emmanuelle Charpentier och medförfattare till Cas9s klyvningsverkan, crRNAs lokaliseringsverkan och kombinationen av crRNA och tracrRNAs fusion av RNA (sgRNA).

Jämförelsevis är det lokala analysnamnet kinesiskt, kinesiska forskare har redan utvecklat CRISPR-Cas9 i en eukaryot cell, men det finns andra okvalificerade verk, och det är möjligt att ursprunget till det ursprungliga arbetet är lågt och lågt, etc. I början av reformen gavs bidraget ursprungligen till den tekniska avdelningen, och bidraget gjordes 1980.

CRISPR är för närvarande en mycket populär basteknik inom det biomedicinska området, har utvecklats snabbt de senaste åren, har använts inom många områden som biologi, medicin, jordbruk och andra miljöer, och har framgångsrikt utvecklats och kritiserats. Vetenskaplig forskning är ett mirakel, och den har en enorm potential inom detta område, såsom behandling av sjukdomar i världen, utredning av de bakomliggande orsakerna till sjukdomar, behandling av vesikler, modifiering av växter och förebyggande av patogena mikroorganismer.

1. Det fullständiga namnet på CRISPRCRISPR är Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, kinesisk översättning: "Short Palindromic Repeats". Den bokstavliga innebörden av denna fras är "representation, enhetlighet, speciell erövring, enhetlighet, ordnad och konsekvent ordning." När man producerar ett bakteriellt aktiverat immunsystem, när främmande patogener eller skadliga partiklar introduceras i DNA:t, kan det främmande DNA beskäras av en liten bit Cas-protein och dess eget DNA kan bevaras i ett enda lager. När viruset introduceras om och om igen kan bakteriens förmåga att upprätthålla roten av viruset kännas igen i ett steg, och virusets DNA kan skäras och effekten av viruset har misslyckats [1].

Forskare använder CRISPR som ett revolutionerande nytt molekylärt verktyg som har en unik förmåga och ett revolutionerande nytt molekylärt verktyg. Som ett resultat kan utrustningen användas som en semi-orientering, med olika typer av fysiska förmågor, som kan användas av forskare för att ändra uppfattning och förstöra landet.

1. CRISPR kort historik

Bild 1: CRISPR Exhibition Kort historik

År 1987 analyserade Nakata Research Group vid Osaka University, Japan, förekomsten av CRISPR i närvaro av bakterier och den ständigt föränderliga existensordningen i bakterier [2]. Men vid denna tidpunkt kanske människor inte är medvetna om den triviala ordningen av betydelse. I slutet av 1980-talet, från 1900-talet till slutet av 1980-talet, återuppstod Francisco Mojica från West Bank Fang Alikan Special University i en serie liknande antika bakteriearter [3], vilket var av stort intresse. Under pågående forskning har andra mikroorganismer i branschen liknande strukturer och fram till år 2000 har det funnits 20 olika typer av mikroorganismer i liknande ordning [4]. 2002 sa Ruud Jansen, professor vid Högskolan för utbildning och forskning, att det finns enorma skillnader i antalet olika kardinaltal, och att det finns olika sorters ordningar hos prokaryoter. För att förbättra platsen för forskningen har vi gemensamt döpt CRISPR. . Den multi-CRISPR-associerade Cas (CRISPR-associerade) familjen [5].

CRISPR-CAS-systemets biologiska effekter 2005, CRISPR-forskningen har anlänt, en viktig presentation, två forskar små grupper (Mojica Japan Our cell) Vi har nyligen observerat att CRISPR har ett stort antal molekyler som inte är naturliga för prokaryoter själva, och därför är skadliga partiklar eller patogener [6-7]. Därför presenterar Mojica CRISPR, som är en komplett design för det adaptiva immunförsvaret. Samma år utvecklade forskargruppen Bolotin Cas9, som har stora proteinegenskaper och nukleinsyraaktivitet. Det är viktigt att skilja mellan olika typer av patogener och andra liknande sjukdomar, så att säga, PAM (protospacer adjacent motiv) ordning, och samma ordning av sjukdomens ursprung.

Vid den tiden arbetade ett känt syraföretag, Danisco, på en nationell mikrobiolog, Rodolphe Barragou bestämde sig för att gå vidare med utredningen, och resultatet var att en coccusinfektion orsakade dödsfall på grund av effekterna av värmeproduktion. 2007 visade sig CRISPR-systemet vara ett mångsidigt immunsystem. Efter introduktionen av det patogena coccus-toxinet har den nya rumsliga ordningen för den autobiotiska bakteriekroppens basmekanism etablerats, och bakterien har förmågan att stå emot och attackera när samma patogen upprepar invasionen [8], och Cas9-proteinet är nödvändigt för immunsystemets biologiska förmåga. CRISPR-Cas är ett immunsystem som härrör från mikroorganismer.

CRISPR-CAS verkningsmekanism verifiering CRISPR-CAS biologi funktionell verifiering, användning av flera forskarlag Sedan dess har CRISPR-Cas systemet utvecklats grundligt och bakteriesystemet har utvecklats grundligt. År 2008, John van der Oost forskargrupp lokaliserad i stora gnagare bakterier, och sedan införandet av mikroorganismer, införandet av små RNA, utvecklingen av CRISPR RNA (crRNA), och införandet av Cas-proteiner i DNA. Samma år upptäckte Marraffini och Sontheimer att CRISPR-Cas-systemets slutmål är DNA, men inte RNA. Som andra tydligt har indikerat, som ett resultat av överföringen av det allmänna systemet till ett icke-bakteriellt system, är det möjligt att utveckla ett kraftfullare verktygssystem [9-10]. Den grundläggande orsaken till denna process begravdes och begravdes.

I december 2010 bekräftade Moineaus team att CRISRP-Cas9 var i toppen av PAM-hierarkin och hade en dubbel DNA-ruptur. Dessutom utvecklades typ II CRISPR-systemet specifikt, Cas9 är det enda essentiella proteinet, och crRNAs samstyrde CRISPR-Cas9:s torkfunktion [11].

2011 genomförde forskargruppen Charpentier en liten RNA-undersökning i utvecklingen av kocker och tog bort crRNA. tracrRNA passerar genom 24 kärnor, och crRNA-mellanprodukter har flera sekvenser, ömsesidigt arrangemang och bildning, vilket leder till Cas9 och DNA. Vid denna tidpunkt har den grundläggande strukturen för den naturliga CRISPR-Cas9-mekanismen slutförts [12].

CRISPR-CAS grundläggande designteknologiutveckling 2012Charpentier och Doudna teamsamarbete, inga bevis Cas9 har förmågan att skära DNA, har förmågan att koppla sgRNA med tracrRNA och crRNA (single guide) RNA), som kan användas in vitro för att bekräfta fullbordandet av sgRNA, kan också användas för att styra Cas9-protein och dubbel-p. Andra kanske kan passera genom modifieringen av crRNA-beställningskontrollen Cas9s riktningspunkt [13]. Efter det meddelade även Siksnys lag samma framträdande. Detta är ett nytt kapitel i CRISPR-CAS grundutvecklingsteknologi, som är ett monument över mikroorganismernas och immunsystemets framsteg. År 2013 utvecklades och användes det första multi-författare CRISPR-Cas-systemet framgångsrikt i däggdjursforskning. Bland dem har Kyrkans forskargrupp designat ett typ II CRISPR-Cas-system, 293T-celler, K562-celler och forskning. Framgången med att designa sgRNA i multipotenta celler är ordningen för riktningsidentifiering, och flera gRNA kan användas för att realisera flera mål [14].张锋实验机证明了CRISPR-Cas9组织给和小鼠细细体中进行顺进行确认的切换，并且将Cas9导轘为缺口酶，并进进进该源认褍过程[15]。 Qi-forskargruppen etablerade CRISPRi-systemet, vilket resulterade i flera sgRNA (Tet1, Tet2, Tet3, Sry och Uty) samtidigt [16]. Wu et al. använde CRISPR-Cas9-systemet för att ge ett botemedel mot den underliggande orsaken till sjukdomen.

På grund av detta har CRISPR-systemet en stor variation av biologiska ursprungsfixpunkter, ursprungsvalet, grundförändringarna, basstrukturbilden, bastestet, preventivmedel, etc., och öppnandet av fältforskningen. Nästa år ändrade jag grunderna i CRISPR-CAS till CRISPR-CAS-systemet, och CRISPR-C för CRISPR-CAS-systemet utvecklades under nästa år. Som system: CRISPR-Cpf1 [18], CRISPR-Cpf1 [18], funktionell RNA funktionell CRISPR-Cas13a (C2c2) [19] och Cas13b [20]. Under 2017 undersöktes ett stort antal artiklar om CRISPR-Cas13-systemets unika verkningsmekanism, dess användning på den nuvarande marknaden och dess förmåga att rikta RNA i däggdjursceller.

1. CRISPR-teknologin utökar snabbt sin användning inom medicinsk vetenskap och sjukdomsbehandling. Under 2015 demonstrerade Science International framgångsrikt användningen av CRISPR-metoden för terapeutisk sjukdomsmodellering. Andra använder CRISPR-systemet för att utveckla dystrofinrotorsak, förmåga att modifiera i samma utsträckning, toji huddyspraxi småråttors hud och köttfunktion, och för att nå behandlings-DMD-effekt [21]. Under 2018 använde CRISPR-teknologin framgångsrikt CRISPR-teknologi för att framgångsrikt behandla endast fyra hundar med DMD (Duchenne-typ kutan dysplasi), och det kutana missbildningsproteinet i huden var 92 % normalt [22]. Dessutom har CRISPR-teknologin kombinerats med cellimmunterapi för att fullända CAR-T-terapin, som har effekten att dämpa svullnad hos små möss. Primär användning av CRISPR-Cas9 i T-celler för att eliminera PD-1 underliggande behandling av huden och den omslutande urinblåsan Cancer, utrotningsresistent främre adenokarcinom, metastaserad bröstcancer och metastaserad icke-småcellig lungcancer, startade 2016, första steget [23].
2. CRISPRs andra applikationer är på väg, och CRISPR har en enorm potential. Under ett stort forskningsprojekt inom Science 2017 presenterade Doudnas team ett intressant fenomen: CRISPR-systemet beskär för närvarande två DNA-molekyler samtidigt, och Cas12-DNA:t aktiverades [24]. På detta sätt har CRISPR-Cas12a-systemet en icke-specifik optisk ssDNA-rapporteringsbas (FQ-märkt). (reporter), när mål-DNA, CRISPR-Cas12a-systemet genomför operationen, släpptes samtidigt den optiska rapporten, och sedan sändes den optiska signalen ut. Med hjälp av denna teknik har Doudnas team utvecklat ett DETECTR-system, som kan detektera HPV 16-infektion med 100 % säkerhet inom en timme, och nästa test misslyckades. Samtidigt lanserades CRISPR-Cas13a med CRISPR-Cas13a och SHERLOCK-systemet färdigställdes.统[25]，Med tanke på Doudna-företagets skillnad är anledningen till granskningen av programvarans design att den måste vara annorlunda. SHERLOCKv2 Möjlig att använda samtidigt.张锋团队还叀发了类liknande验孕子的毕纸检测方法，Bara för att testa det, SHERLOCKv2 har visat sig vara mer praktiskt att använda viruset i testet. Under årets COVID-19-spelutveckling är SHERLOCKv2 också i full gång.

DETECTR 和 SHERLOCK har en stor mängd kraft mitt i utredningen, men den är fortfarande i bruk innan golvet används. Vi tror att de nya diagnosverktygen måste modifieras i framtiden, vilket innebär att förutsättningarna för deras födelse är annorlunda, och den höga nivån av viruset har visat sig vara en enorm hjälp för att diagnostisera virusinfektionen i Kina. .

Referenser

1. Doudna JA, Charpentier E. Genomredigering. Den nya gränsen för genomteknik med CRISPR-Cas9. Vetenskap. 2014 nov 28;346(6213):1258096. doi: 10.1126/science.1258096. PMID: 25430774.．

2. Ishino Y, Shinagawa H, Makino K, Amemura M, Nakata A. Nukleotidsekvens av iap-genen, ansvarig för alkaliskt fosfatasisozymomvandling i Escherichia coli, och identifiering av genprodukten. J Bacteriol. 1987 Dec; 169(12):5429-33. doi: 10.1128/jb.169.12.5429-5433.1987. PMID: 3316184; PMCID: PMC213968.

3. Lander ES. Hjältarna i CRISPR. Cell. 2016 jan 14;164(1-2):18-28. doi: 10.1016/j.cell.2015.12.041. PMID: 26771483.

4. Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, Soria E, Juez G. Biologisk betydelse av en familj av regelbundet åtskilda upprepningar i genomen av Archaea, bakterier och mitokondrier. Mol Microbiol. 2000 apr;36(1):244-6. doi: 10.1046/j.1365-2958.2000.01838.x. PMID: 10760181.

5. Jansen R, Embden JD, Gaastra W, Schouls LM. Identifiering av gener som är associerade med DNA-repetitioner i prokaryoter. Mol Microbiol. 2002 Mar;43(6):1565-75. doi: 10.1046/j.1365-2958.2002.02839.x. PMID: 11952905.

6. Mojica FJ, Díez-Villaseñor C, García-Martínez J, Soria E. Intervenerande sekvenser av regelbundet åtskilda prokaryota upprepningar härrör från främmande genetiska element. J Mol Evol. 2005 feb;60(2):174-82. doi: 10.1007/s00239-004-0046-3. PMID: 15791728.

7. Pourcel C, Salvignol G, Vergnaud G. CRISPR-element i Yersinia pestis förvärvar nya upprepningar genom preferentiellt upptag av bakteriofag-DNA, och tillhandahåller ytterligare verktyg för evolutionära studier. Mikrobiologi. 2005 Mar;151(Pt 3):653-663. doi: 10.1099/mic.0.27437-0. PMID: 15758212.

POURCEL C, SALVIGNOL G, VERGNAUD G. CRISPR-element i Yersinia pestis får nya upprepningar genom preferentiellt upptag av bakteriofag-DNA och tillhandahåller ytterligare verktyg för evolutionära studier[J]. Microbiology, 2005, 15l(3): 653—663.

8. Barrangou R, Fremaux C, Deveau H, Richards M, Boyaval P, Moineau S, Romero DA, Horvath P. CRISPR ger förvärvad resistens mot virus i prokaryoter. Vetenskap. 2007 Mar 23;315(5819):1709-12. doi: 10.1126/science.1138140. PMID: 17379808.

9. Marraffini LA, Sontheimer EJ. CRISPR-interferens begränsar horisontell genöverföring i stafylokocker genom att rikta DNA. Vetenskap. 2008 Dec 19;322(5909):1843-5. doi: 10.1126/science.1165771. PMID: 19095942; PMCID: PMC2695655.

10. Abbott A. Den tysta revolutionären: Hur medupptäckten av CRISPR explosivt förändrade Emmanuelle Charpentiers liv. Natur. 2016 apr 28;532(7600):432-4. doi: 10.1038/532432a. PMID: 27121823.

11. Garneau JE, Dupuis MÈ, Villion M, Romero DA, Barrangou R, Boyaval P, Fremaux C, Horvath P, Magadán AH, Moineau S. CRISPR/Cas bakteriella immunsystem klyver bakteriofag och plasmid-DNA. Natur. 4 nov 2010;468(7320):67-71. doi: 10.1038/nature09523. PMID: 21048762.

12. Deltcheva E, Chylinski K, Sharma CM, Gonzales K, Chao Y, Pirzada ZA, Eckert MR, Vogel J, Charpentier E. CRISPR RNA-mognad genom transkodat litet RNA och värdfaktor RNas III. Natur. 2011 Mar 31;471(7340):602-7. doi: 10.1038/nature09886. PMID: 21455174; PMCID: PMC3070239.

13. Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E. Ett programmerbart dubbel-RNA-styrt DNA-endonukleas i adaptiv bakteriell immunitet. Vetenskap. 2012 Aug 17;337(6096):816-21. doi: 10.1126/science.1225829. Epub 2012 28 juni. PMID: 22745249; PMCID: PMC6286148.

14. Cong L, Ran FA, Cox D, Lin S, Barretto R, Habib N, Hsu PD, Wu X, Jiang W, Marraffini LA, Zhang F. Multiplex genomteknik med CRISPR/Cas-system. Vetenskap. 2013 februari 15;339(6121):819-23. doi: 10.1126/science.1231143. Epub 2013 Jan 3. PMID: 23287718; PMCID: PMC3795411.

15. Mali P, Yang L, Esvelt KM, Aach J, Guell M, DiCarlo JE, Norville JE, Church GM. RNA-vägledd mänskligt genomteknik via Cas9. Vetenskap. 2013 februari 15;339(6121):823-6. doi: 10.1126/science.1232033. Epub 2013 Jan 3. PMID: 23287722; PMCID: PMC3712628.

16. Pennisi E. CRISPR-dillet. Vetenskap. 2013 Aug 23;341(6148):833-6. doi: 10.1126/science.341.6148.833. PMID: 23970676.

17. Wu Y, Liang D, Wang Y, Bai M, Tang W, Bao S, Yan Z, Li D, Li J. Korrigering av en genetisk sjukdom hos mus genom användning av CRISPR-Cas9. Cellstamcell. 5 dec 2013;13(6):659-62. doi: 10.1016/j.stem.2013.10.016. PMID: 24315440.

18. Zetsche B, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Slaymaker IM, Makarova KS, Essletzbichler P, Volz SE, Joung J, van der Oost J, Regev A, Koonin EV, Zhang F. Cpf1 är ett enda RNA-styrt endonukleas av ett klass 2-system CRISPR-Cas. Cell. 2015 22 okt;163(3):759-71. doi: 10.1016/j.cell.2015.09.038. Epub 2015 25 sep. PMID: 26422227; PMCID: PMC4638220.

19. Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Kellner MJ, Joung J, Collins JJ, Zhang F. Multiplex och bärbar nukleinsyradetekteringsplattform med Cas13, Cas12a och Csm6. Vetenskap. 2018 apr 27;360(6387):439-444. doi: 10.1126/science.aaq0179. Epub 2018 15 feb. PMID: 29449508; PMCID: PMC5961727.

20. Cox DBT, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Franklin B, Kellner MJ, Joung J, Zhang F. RNA-redigering med CRISPR-Cas13. Vetenskap. 2017 nov 24;358(6366):1019-1027. doi: 10.1126/science.aaq0180. Epub 2017 25 okt. PMID: 29070703; PMCID: PMC5793859.

21. Long C, Amoasii L, Mireault AA, McAnally JR, Li H, Sanchez-Ortiz E, Bhattacharyya S, Shelton JM, Bassel-Duby R, Olson EN. Postnatal genomredigering återställer delvis dystrofinuttryck i en musmodell av muskeldystrofi. Vetenskap. 2016 jan 22;351(6271):400-3. doi: 10.1126/science.aad5725. Epub 2015 31 dec. PMID: 26721683; PMCID: PMC4760628.

22. Ridler C. CRISPR-terapi visar lovande vid Duchennes muskeldystrofi. Nat Rev Neurol. 2018 Nov;14(11):632-633. doi: 10.1038/s41582-018-0078-8. PMID: 30237553.

23. Burr ML, Sparbier CE, Chan YC, Williamson JC, Woods K, Beavis PA, Lam EYN, Henderson MA, Bell CC, Stolzenburg S, Gilan O, Bloor S, Noori T, Morgens DW, Bassik MC, Neeson PJ, Behren A. PJ, Dawson MA. CMTM6 upprätthåller uttrycket av PD-L1 och reglerar antitumörimmunitet. Natur. 2017 sep 7;549(7670):101-105. doi: 10.1038/nature23643. Epub 2017 16 aug. PMID: 28813417; PMCID: PMC5706633.

24. Chen JS, Ma E, Harrington LB, Da Costa M, Tian X, Palefsky JM, Doudna JA. CRISPR-Cas12a-målbindning släpper lös enkelsträngad DNas-aktivitet. Vetenskap. 2018 apr 27;360(6387):436-439. doi: 10.1126/science.aar6245. Epub 2018 15 feb. PMID: 29449511; PMCID: PMC6628903.

25. Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Lee JW, Essletzbichler P, Dy AJ, Joung J, Verdine V, Donghia N, Daringer NM, Freije CA, Myhrvold C, Bhattacharyya RP, Livny J, Regev A, Koonin EV, Hung DT, JJI, Zhangins PC, F. CRISPR-Cas13a/C2c2. Vetenskap. 28 april 2017;356(6336):438-442. doi: 10.1126/science.aam9321. Epub 2017 13 april. PMID: 28408723; PMCID: PMC5526198.