جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "genome editing" در نشریات گروه "بیوتکنولوژی و ژنتیک گیاهی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «genome editing» در نشریات گروه «کشاورزی»-
کشف و توسعه کریسپر انقلاب بزرگی در مهندسی ژنوم و ژن درمانی ایجاد کرده است. در سطح جهانی فعالیتهای تحقیقاتی با استفاده از ویرایش ژنوم به طور مداوم در حال گسترش است و استفاده از این فناوری در حوزه کشاورزی و پزشکی در حال توسعه میباشد. بازار جهانی فناوری CRISPR در سال 2022 حدود 4/3 میلیارد دلار برآورد شد و انتظار می رود که با سرعت 3/22 درصد افزایش یابد و در سال 2027 به 2/9 میلیارد دلار برسد. از مزایای این فناوری میتوان به ویرایش هدفمند ژنتیکی در زمان کوتاه بر خلاف اصلاح سنتی، اشاره کرد. علیرغم مزایای بسیاری که سیستم ویرایش ژنی کریسپر برای درمان بیماریها و سلامت انسان دارد، ملاحظات ایمنی زیستی در رابطه با توسعه و استفاده از این فناوری نیز وجود دارد که شامل وجود ویرایش خارج از هدف، نگرانی در مورد وکتورهای مورد استفاده در این فناوری، روشهای مختلف انتقال و درایو ژنی است. استفاده از این فناوری در برخی از کشورها مشمول قوانین نظارتی محصولات تراریخته و برخی از کشورهای دیگر این محصولات را جزء محصولات تراریخته محسوب نکرده و همانند محصولات حاصل از اصلاح سنتی از این قوانین نظارتی مستثتی میدانند. در این بررسی به قوانین موجود برای استفاده از محصولات حاصل از کریسپر در برخی از کشورهای جهان نیز اشاره شده است.
کلید واژگان: بازار جهانی کریسپر, راهکارهای مدیریتی, قوانین ایمنی زیستی, مقررات ایمنی زیستی, ویرایش ژنومWith the discovery and development of CRISPR, genome engineering, and gene therapy have been revolutionized. Genome editing research is expanding globally, and this technology is increasingly used in agriculture and medicine. The global CRISPR technology market was estimated to be around $3.4 billion in 2022 and is expected to grow at a rapid rate of 22.3% to reach $9.2 billion in 2027. One of the advantages of this technology is that it can perform targeted gene editing in a short time, unlike traditional breeding methods. Despite the many advantages that CRISPR has for treating diseases and improving human health, there are also biosafety concerns associated with the development and use of this technology. Among these concerns are the presence of off-targets, concerns about the appropriate vectors used in this technology, the different transfer methods, and gene drive. The rules for using products from this technology in some countries are the same as the existing regulatory rules for transgenic products. Some other countries do not consider these products as transgenic products and these products are exempt from the regulations, similarly to products derived from traditional breeding. This review also mentions the existing laws for the use of CRISPR products in some countries of the world.
Keywords: Crisper Global Market, Management Strategies, Biosafety Rules, Biosafety Regulations, Genome Editing -
سیستم های کریسپر یا تکرارهای کوتاه پالیندرومی فاصله دار منظم خوشه ای و پروتئین های مرتبط با آن، سیستم های ایمنی طبیعی میکروبی هستند که به عنوان وسیله ای برای ویرایش ژنی مورد استفاده قرار گرفته اند. برای ایجاد اثرهای درمانی، اجزای کریسپر باید به طور مستقیم به سلول های هدف منتقل شود. روش های متفاوتی برای انتقال وجود دارد. در این مطالعه به برخی سیستم های انتقال از طریق غشای سلول، شامل سیستم های انتقال ویروسی و غیر ویروسی پرداخته شده است. سیستم انتقال ویروسی، استفاده از ویروس هایی مانند وکتور ویروس وابسته به آدنو است ولی نگرانی هایی در استفاده بالینی آن وجود دارد. در روش انتقال فیزیکی دوز، مدت زمان و اختصاصیت انتقال دقیق تر کنترل می شود که شامل روش های الکتروپوراسیون، تزریق هیدرودینامیکی و میکرواینجکشن می باشد. در روش الکتروپوراسیون ممکن است تغییرهای غیرقابل برگشت در فیزیولوژی غشا ایجاد شود که زنده مانی سلول را تهدید می کند. در تزریق هیدرودینامیکی حجم لازم برای شروع تزریق زیاد است و روش مناسبی برای کاربردهای انسانی نیست. میکرواینجکشن دارای کارایی بالا و دوز دقیق کنترل شده است ولی برای کاربرد زیاد غیر عملی است. اگرچه رویکرد های فیزیکی به طور معمول در محیط آزمایشگاه بسیار موفق هستند، اما به طور کلی مقیاس خوبی ندارند و بنابراین برای انتقال در شرایط زنده یا برنامه های با ظرفیت بالا در آزمایشگاه کمتر کاربرد دارد. در روش های انتقال شیمیایی، به جای القای تغییر در سلول هدف، خود محموله قابل انتقال می تواند تغییر یابد. انتقال شیمیایی به دو شکل شامل روش کپسوله سازی و روش تغییر شیمیایی ماده انتقال پذیر وجود دارد. کپسوله سازی می تواند محموله را از تخریب آنزیمی یا پاسخ های ایمنی محافظت کند و اختصاصی بودن انتقال را ارتقا بخشد. انتقال با تغییر ماده انتقال پذیر، محافظت در مقابل تخریب توسط پروتئازها را تامین نمی کند، همچنین قادر به هدف گیری خاص سلول نیستند. بنابراین استفاده موفقیت آمیز نیاز به ترکیب با روش کپسوله سازی یا سایر روش های انتقال دارد. با توجه به این که هر کدام از روش های انتقال دارای عیب ها و مزیت هایی هستند، لازم است موثرترین روش انتقال انتخاب شود، تا سیستم کریسپر برای ویرایش ژن کارآمد باشد.
کلید واژگان: انتقال غیر ویروسی, انتقال ویروسی, پروتئین Cas9, کریسپر, ویرایش ژنیCRISPR systems or clustered regularly interspaced short palindromic repeats and related proteins are natural microbial immune systems, which have been used as a tool for gene editing. To produce therapeutic effects, CRISPR components must be delivered directly to the target cells. There are different methods of delivery. In this study, some delivery systems through the cell membrane have been reviewed, including viral and non-viral delivery systems. The viral delivery system is the use of viruses such as adeno-associated virus vectors but there are concerns in its clinical use. The non-viral delivery system consists of various methods, including physical delivery and chemical delivery. In the physical delivery; the dose, duration, and specificity of the transfer are controlled more precisely, which includes the methods of electroporation, hydrodynamic injection, and microinjection. In the electroporation method, irreversible changes may occur in the physiology of the membrane, which threatens the cell's viability. In hydrodynamic injection, the volume required to start the injection is large and it is not a suitable method for human applications. Microinjection has high efficiency and precisely controlled dose, but it is very impractical for high-capacity cases. Although physical approaches are typically very successful in the laboratory, they generally do not scale well and are therefore less applicable for delivery to live conditions or high-throughput applications in the laboratory. In chemical delivery methods, instead of inducing a change in the target cell, the transferable cargo itself can be changed. There are two main forms of chemical delivery, including the method of encapsulation of the transferable substance and the method of modification of the transferable substance. Encapsulation can protect the cargo from enzymatic degradation or immune responses and enhance the specificity of delivery. Modification does not protect against degradation by proteases, nor are they capable of specific cell targeting. Therefore, successful use needs to be combined with encapsulation or other delivery methods. Considering that each delivery method has advantages and disadvantages, it is necessary to choose the most effective delivery method so that the CRISPR system be efficient for gene editing.
Keywords: Cas9, CRISPR, Cas, Genome Editing, Nonviral Delivery, Viral Delivery -
ویرایش ژنوم مبتنی بر فناوری CRISPR/Cas9 (کریسپر) به عنوان ابزار قدرتمندی برای اصلاح گیاهان زراعی بسرعت در حال گسترش است. یکی از مزایای این فناوری امکان دستورزی ژن های هدف بدون درج DNA خارجی در گیاه است. برای این منظور نیاز است که آنزیم Cas9 و RNA راهنما بصورت کمپلکس پروتیین-RNA (RNP) به سلول گیاهی منتقل شود. از اینرو تولید Cas9 در آزمایشگاه مقدمه آزمایشات کریسپر مبتنی بر RNP است.هدف این پروژه بیان و تخلیص آنزیم Cas9 در باکتری E. coli می باشد. در این پژوهش ژن Cas9 در ناقل بیانی pBADM30 کلون و به باکتری E. coliسویه ی CodonPlus منتقل شد. بیان Cas9 با اعمال 2/0 درصد L-Arabinose القا شد و سپس از کل پروتیین محلول جداسازی شد. سپس آنزیم Cas9 توسط با استفاده از ستون میل ترکیبی نیکل تخلیص شد. حضور Cas9 در پروتیین کل و پروتیین تخلیص شده با استفاده از الکتروفورز SDS-PAGE تایید شد. نتایج حاصل از کلونی PCR و هضم دوگانه ی آنزیمی وجود ژن Cas9 در ناقل pBADM30 را تایید نمود. نتایج SDS-PAGE حضور پروتیین با وزن ملکولی حدود 180 kDa را در پروتیین کل نشان داد. همچنین وجود یک تک باند با وزن ملکولی حدود 180 kDa در دو فرگشن بافر شستشو ی حاصل ار رزین نیکل نشان داد که پروتیین هدف به درستی تخلیص شده است. آنزیم Cas9 در باکتری E.coli با موفقیت بیان و تخلیص شد. با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت که پس از سنجش فعالیت کاتالیکی آنزیم Cas9 می توان از این آنزیم به همراه RNA راهنما و ساخت کمپلکس RNP و انتقال آن به گیاه با روش پروتوپلاست یا الکتروپوریشن در پژوهش های بعدی استفاده کرد
کلید واژگان: اشرشیاکلای, ریبونوکلئوپروتئین, کریسپرJournal of Genetics, Volume:17 Issue: 4, 2023, PP 463 -470Genome editing based on CRISPR/Cas9 technology is rapidly expanding as a powerful tool for crop breeding. One of the advantages of this technology genome editing without introducing foreign DNA into plant genome.to achieve this, Cas9 and guide RNA need delivered to plant cell in form of protein-RNA complex (RNP). Hence the production of Cas9 enzyme in laboratory is the first step of CRISPR based on RNP method. Here, we evaluated the expression and purification of recombinant Cas9 protein in E. coli. In this study Cas9 gene was cloned into pBADM30 vector and transferred to the E. coli CodonPlus strain. The result of colony PCR and double digest confirmed the presence of Cas9 gene into pBAD vector. Cas9 expression was induced by applying 0.2% L-Arabinose and then isolated from the total soluble protein. Cas9 protein was also purified from cell crude extract using Nickel affinity chromatography. The purification was analyzed by SDS-PAGE and show the presence of a 180 kDa band in the fraction collected during the elution step. The Cas9 protein in E. coli was successfully expressed and purified. According to the obtained results, it can be said that after measuring the catalytic activity of Cas9 enzyme, this enzyme can be used together with guide RNA and fabrication of RNP complex and its transfer to the plant by protoplast or electroporation method in further research.
Keywords: CRISPR, Genome editing, Protoplast, Ribonucleoprotein, RNP -
برای مقابله با چالش های فعلی در کشاورزی، ویرایش ژنوم با استفاده از نوکلیازهای اختصاصی محل (SSNs) به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تحقیقات زیست شناسی پایه و کاربردی ارایه شده است. در این مقاله، اصول و کاربرد ابزارهای ویرایش ژنوم، از جمله مگانوکلیازها (MN)، نوکلیازهای انگشت روی (ZFNs)، نوکلیازهای افکتور شبه فعال کننده ی رونویسی (TALENs) و تناوب های کوتاه پالیندروم فاصله دار منظم خوشه ای CRISPR/Cas9 توصیف می شود. در این میان؛ CRISPR/Cas9، به عنوان جدیدترین فناوری ویرایش ژنوم، به سرعت در حال توسعه است و با موفقیت در بسیاری از ارگانیسم ها مورد استفاده قرار گرفته است. این مقاله به طور خاص قدرت CRISPR/Cas9 را به عنوان ابزاری برای مهندسی ژنوم گیاهی نشان می دهد و نقاط قوت و ضعف فن آوری CRISPR/Cas9 را در مقایسه با سه ابزار ویرایش مجدد ژنوم، MNs، ZFNs و TALEN تشریح می نماید.
کلید واژگان: اندونوکلئاز, ویرایش ژن, CRISPR, Cas9Sequence-specific nucleases (SSNs) has been proposed as a powerful tool for basic and applied plant biology researches and seems to be an effective method for resolving current issues in agriculture. Here, we describe the principle and application of available genome editing tools, including meganucleases (MN), zinc finger nucleases (ZFNs), transcription activator-like effector nucleases (TALENs) and the clustered regularly interspaced short palindromic repeat-associated CRISPR/Cas9 system. Among these; CRISPR/Cas9 is the most recently characterized and rapidly developed genome editing technology, and has been successfully utilized in a wide variety of organisms. This review specifically illustrates the power of CRISPR/Cas9 as a tool for plant genome engineering and describes the strengths and weaknesses of the CRISPR/Cas9 technology compared to two well-established genome editing tools, ZFNs and TALENs.
Keywords: CRISPR, cas9, Endonuclease, Genome editing -
تناوب های کوتاه پالیندروم فاصله دار منظم خوشه ای (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) ، سیستم های CRISPR- Cas ، سیستم های ایمنی به دست آمده شناخته شده است که در آرکیا و باکتری ها گسترده است. نوکلیاز های RNA راهنما از سیستم های CRISPR- Cas در حال حاضر به عنوان ابزار قابل اعتماد برای ویرایش و مهندسی ژنوم در نظر گرفته شده است. نخستین اشاره به آنها در سال 1987 بود، زمانی که در ژنوم اشرشیا کلای در طول تجزیه و تحلیل ژن های دخیل در متابولیسم فسفات یک توالی DNA تکراری غیر معمول کشف شد ، که پس از آن به عنوان یک CRISPR تعریف شد،. الگوهای توالی مشابه پس از آن در طیف وسیعی از باکتری های دیگر و همچنین در آرکی باکتر های نمک دوست گزارش شده است، که نشان می دهد نقش مهمی برای چنین خوشه های تکاملی حفظ شده از توالی های تکراری دارد. یک گام مهم در جهت مشخص کردن ویژگی سیستمCRISPR-Cas ، شناسایی ارتباط بین CRISPR ها و پروتئین های مرتبط با Cas بود که در ابتدا فرض بر این بود که در تعمیرات DNA درآرکی های گرمادوست دخالت داشته باشد. زیست شناسی ساختاری و بیوشیمی پیشرفته می تواند نه تنها در ویرایش ژنوم بر پایه CRISPR-Cas9 و دیگر سیستم های CRISPR-Cas کلاس II دست به دست هم دهد، بلکه درک منشا و تکامل این سیستم از عناصر متحرک ژنتیکی، نشان دهنده عناصر متحرک ژنتیکی است.
کلید واژگان: آرکیا, عناص ژنتیکی متحرک, اصلاح ژنی, سکانس های تکراریClustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)- Cas systems are well-known acquired immunity systems that are widespread in archaea and bacteria. The RNA-guided nucleases from CRISPR-Cas systems are currently regarded as the most reliable tools for genome editing and engineering. The first hint of their existence came in 1987, when an unusual repetitive DNA sequence, which subsequently was defined as a CRISPR, was discovered in the Escherichia coli genome during an analysis of genes involved in phosphate metabolism. Similar sequence patterns were then reported in a range of other bacteria as well as in halophilic archaea, suggesting an important role for such evolutionarily conserved clusters of repeated sequences. A critical step toward functional characterization of the CRISPR-Cas systems was the recognition of a link between CRISPRs and the associated Cas proteins, which were initially hypothesized to be involved in DNA repair in hyperthermophilic archaea. Comparative genomics, structural biology, and advanced biochemistry could then work hand in hand, not only culminating in the explosion of genome editing tools based on CRISPR-Cas9 and other class II CRISPR-Cas systems but also providing insights into the origin and evolution of this system from mobile genetic elements denoted casposons. To celebrate the 30th anniversary of the discovery of CRISPR, this minireview briefly discusses the fascinating history of CRISPR-Cas systems, from the original observation of an enigmatic sequence in E. coli to genome editing in humans.
Keywords: archaea, casposon, genome editing, repeated sequence -
جنس Xanthomonas از باکتریهای مهم بیمارگر گیاهی است که سبب خسارت اقتصادی در طیف وسیعی از گیاهان میزبان میشود. یکی از فاکتورهای اصلی بیماریزایی این جنس سیستم ترشحی نوع III است که باکتریها از آن برای انتقال افکتورهای مختلف به گیاه میزبان استفادهمیکنند. افکتورهای شبهفعالکننده رونویسی (TALE) که در بیشتر زانتوموناسها شناختهشدهاند، پروتئینهای متصلشونده به DNA هستند که با افزایش بیان ژنهای هدف اغلب بهتنهایی نتیجه برهمکنش میزبان-بیمارگر را مشخصمیکنند. در پرتو ماهیت تعیینکننده برهمکنش افکتور TAL و ژن هدف آنها، شناخت تالوم (TALome؛ مجموعه افکتورهای شبهفعالکننده رونویسی یک بیمارگر) ، پیشبینی ژنهای حساسیت و ویرایش ژنوم میزبان با استفاده از ابزارهای موجود راهکارهای جدیدی برای مدیریت بیماریهای ناشی از باکتریها را فراهمکردهاست. این مقاله مروری به ساختار، نقش افکتورهای TAL در بیماریزایی و مقاومت و نیز ایجاد ارقام مقاوم به Xanthomonas با استفاده از اطلاعات حاصل از تالوم میپردازد.کلید واژگان: ویرایش ژنوم, تالوم, ژنهای حساسیتXanthomonas is an important plant pathogenic bacteria and cause economic losses in a wide range of crop plants. The type III secretion system as a crucial pathogenicity factor is used to inject effector proteins into the host cell. Transcription activator like effectors (TALEs), known in the most Xanthomonas species, are DNA-binding proteins which determine solely the outcome of plant-pathogen interaction. Because of determinative nature of TALE-target gene interaction, the knowledge of pathogen TALome diversity, forecasting susceptibility genes, genome editing using new developed methods have provided novel strategies for management of plant diseases. This article reviews TALEs structure, their role in pathogenicity and resistance, as well development of resistant plants to Xanthomonas using TALome derived results.Keywords: Genome editing, TALome, susceptibility genes
-
پنبه یکی از گیاهان زراعی مهم و اقتصادی در دنیا و به عنوان چهارمین محصول مهم صنعتی در ایران به شمار می رود. در گذشته، تلاش های زیادی جهت اصلاح کیفیت پنبه توسط اصلاحگران سنتی صورت گرفته است که به علت محدودیت های موجود در روش های سنتی، استفاده از روش های مهندسی ژنتیک رواج یافت. به دنبال رواج روش های نوین، گیاهان تراریخته پنبه مقاوم به حشرات، بیماری ها، علفکش، تنش های غیر زیستی و همچنین الیاف با کیفیت بالاتر تولید شدند. امروزه، تعدادی از این ارقام تجاری سازی شده و از پذیرش عمومی بالایی در سراسر جهان برخوردار هستند. اکنون نیز با ظهور روش-های توالی یابی نسل جدید و تسهیل شناسایی ژن های کاندید و مناسب جهت دست ورزی و وجود روش-های ویرایش ژنوم () با قابلیت ایجاد تغییرات هدفمند در ژن ها، افق تازه ای در حوزه اصلاح ژنتیکی پنبه ایجاد شده است. این مقاله ضمن مروری بر تاریخچه اصلاح پنبه و بررسی موانع موجود، به تحقیقات صورت گرفته در زمینه تولید ارقام مقاوم به تنش های زیستی و غیر زیستی و افزایش کیفیت پنبه با روش های مهندسی ژنتیک و ویرایش ژنومی می پردازد.کلید واژگان: پنبه تراریخته, مقاومت به بیماری, مقاومت به حشرات, ویرایش ژنوم, CRISPR, Cas9Cotton is considered as one of the most important crops in the world and ranks the fourth economic crop in Iran. In past years, conventional plant breeders endeavored to increase cotton quality. To overcome the constraints that conventional breeding programs comprised, new genetic engineering technologies were introduced. Since then, many cotton events resistant to pests, disease, pesticides, abiotic stresses and also high quality of lint have been produced and commercialized around the world which has confronted a noticeable public acceptance. Today and with the advent of next generation sequencing methods in favor of easier identification of suitable candidate genes for their manipulation and novel targeted genome editing technology (CRISPR/Cas9), outstanding prospects regarding cotton breeding have been developed. In present article, history of cotton breeding including genetic engineering and genome editing researches which led to production of resistant cultivars to biotic and abiotic stresses and high quality fiber are reviewed.Keywords: Transgenic cotton, resistance to disease, resistance to pests, genome editing, CRISPR-Cas9
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.