基因编辑技术及其在药用植物中的应用展望

基因编辑是一项能够在生物体基因组水平上实现对DNA序列精确定向修饰的新技术。该技术主要利用序列特异性核酸酶靶向识别切割基因组上目标位点,造成DNA双链断裂（DSBs）,进一步诱发非同源末端连接（NHEJ）和同源性重组（HR）2种修复机制对断裂的DNA双链进行修复,实现修复位点碱基的插入、缺失和替换,从而达到对靶基因精确编辑的目的。对基因编辑技术的类型、作用原理及该技术在植物领域中的应用进行综述,并对基因编辑技术在药用植物功能基因组学和遗传改良中的应用前景进行展望。     

CRISPR/Cas9基因编辑技术在脑科学中的技术优化进展及在中医药领域应用

成簇规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关蛋白（CRISPR/Cas9）是在细菌和古细菌中发现的一种自身防御系统，根据其原理可实现定向基因编辑，因其普适、高效、简便的特点，已为多个领域的疾病病理机制、预防或治疗等提供了良好的技术支持。脑血管疾病和神经系统疾病严重危害人类健康，卒中由遗传、不良生活习惯、慢性疾病等因素相关。脑组织结构复杂，细胞类型多样，普适的基因编辑平台较难安全、特异和高效地对靶基因进行研究。学者们不断改进和优化基因编辑技术，发掘了基因编辑技术的潜力和研究方法，推动了脑科学的研究进程。该文在简介CRISPR/Cas9技术原理的基础上，主要从递送方式、腺相关病毒组装、纳米新材料等方面综述了其在脑和神经科学领域中的系统优化进展，从血管稳态、小胶质细胞稳态、血管形成、血脑屏障、药物筛选等方面总结了其在脑血管研究和中风等相关疾病中的应用，并对其在中医药领域的发展进行了展望，以期为相关研究设计提供参考。     

DNA甲基化及其在中医证候研究中运用研究进展探析

DNA甲基化研究的是基因在核苷酸序列不变的情况下DNA发生的天然修饰。目前,DNA甲基化在生物医药领域运用集中在研究疾病全基因组DNA甲基化的特点、规律以及寻找疾病的DNA甲基化生物标记物。本文在系统综述DNA甲基化研究技术的基础上,归纳和分析了DNA甲基化技术在中医证候生物学基础研究中运用的现状,提出了从全基因组DNA甲基化作为切入点来筛选中医证候生物标志物的建议。     

CRISPR-Cas 9研究进展及其在中医药研究中的应用

CRISPR/Cas 9是近年发明的一种基因组编辑技术,该技术应用sgRNA和Cas9核酸酶能够完成DNA特定位点的识别及编辑,为人类进行基因编辑提供了全新的平台。CRISPR/Cas 9来源于细菌对抗噬菌体和质粒的免疫系统,具有简单、高效、低廉和易于操作等许多优点,因此被称为最新的第三代基因编辑技术。从其发明到现在仅仅3年多的时间,CRISPR/Cas 9已经被应用于整个生物医学领域。可以预料,CRISPR-Cas 9系统在中医药领域也将具有巨大应用前景。中医学能否把握这一机遇,对自身的发展相当重要。文章就CRISPR-Cas系统的发现、免疫防御机理的揭示、sgRNA-Cas9基因编辑工具的发明,以及研究进展做一综述,并对其在中医药领域的应用做了展望。     

展望CRISPR/Cas9基因编辑技术在药用植物研究中的应用

CRISPR/Cas9基因编辑技术是近几年新发现的一种基因组定点编辑技术,该技术已经广泛应用在基因治疗、基因功能研究、动物模型制造、农作物品种改良等领域的研究中。该文简要介绍了CRISPR/Cas9基因编辑技术,并提出了这项技术在药用植物功能基因组学研究、活性成分次生代谢及合成生物学研究、药用植物分子育种研究等方面的应用前景,为开辟药用植物新领域的研究提供了参考。     

基于宏基因组学研究中医“肺与大肠相表里”的初步分析与设想

在中医学中,"肺与大肠相表里"是重要的脏腑相关理论,自古便有效的指导着中医关于肺肠相关疾病的治疗,受到了学术界的广泛关注。随着现代分子生物学的发展,宏基因组学作为21世纪生命科学的产物,其是以生态环境中的所有细菌与真菌的基因组DNA作为研究对象,通过克隆与异源表达的方式筛选出有用的基因及其产物,并进一步研究这些细菌与真菌的基因组DNA之间的功能与彼此之间的相互作用与联系。因此能够摆脱传统只依靠培养微生物基因的方式来进行研究的束缚,显著扩大微生物基因的可探测范围,近些年来广泛应用于医学研究领域当中。本文通过对肺与大肠相表里的机制及临床研究的情况进行初步的归纳、分析并对宏基因组学技术及其在肺、肠疾病中的研究应用进行介绍,旨在提出借助宏基因组学的技术与方法来研究中医"肺与大肠相表里"理论的初步设想。     

气虚体质之鼻咽癌高癌家系成员基因组稳定与修复基因表达

目的：研究气虚质鼻咽癌高癌家系成员基因组稳定与修复基因的表达情况。方法：在鼻咽癌高发区广东中山市,选择气虚质鼻咽癌高癌家系成员为研究对象,以正常质鼻咽癌高癌家系成员、鼻咽癌患者为对照,以基因组稳定和修复之功能分类基因芯片及实时荧光定量PCR技术进行研究。结果：鼻咽癌高癌家系成员DNA损伤修复基因主要以上调表达为主,且上调幅度高,下调的基因少且幅度低,气虚质较正常质鼻咽癌高癌家系成员的基因亦以上调表达为主,荧光定量PCR检测结果与芯片检测结果基本一致。结论：鼻咽癌高癌家系成员存在着特定的DNA损伤修复基因变化规律,气虚状态亦可影响DNA损伤修复基因变化。     

CRISPR/Cas9基因组编辑技术在药用植物中的研究进展

成簇的规律间隔的短回文重复序列系统(clustered regularly interspaced short palindromicrepeats/CRISPR-associated system,CRISPR/Cas)起源于细菌和古细菌的免疫反应。目前改造的II型CRISPR/Cas9系统是一项突破性的基因组编辑技术,通过引导RNA识别靶基因序列位点实现基因组水平上的DNA序列精准修饰。该项技术已在主要农作物的抗病、抗逆和增产等方面广泛应用,在药用植物有效成分的合成和提高、抗病抗逆等研究中具有广阔的应用潜力。通过对CRISPR/Cas9系统的发现完善、结构和原理及在药用植物中的应用情况等进行综述,为该技术在药用植物研究领域中的推广应用提供参考。     

药用植物DNA条形码研究进展

近10年来,DNA条形码(DNA barcoding)技术飞速发展,已经成为国际上生物学研究的热点之一。该技术在鉴别动物物种上已经得到了广泛的认同和应用,但是在药用植物领域存在极大的挑战,至今还没能得出一个通用的候选序列。候选序列主要有单序列如matK、rbcL等,复合序列如rbcL+trnH-psbA等。现综述DNA条形码在药用植物鉴定中的应用研究,并对常用单序列和复合序列的鉴定应用展开了讨论;同时针对近期提出的以叶绿体全基因组作为"超级条形码"的可行性进行了分析讨论和展望,以期为中药药用植物的快速准确鉴定提供新的研究思路。     

CRISPR/Cas9技术在药用植物功能基因组研究中的应用和展望＊

基因编辑是对基因组实现定点修饰的一项技术，其中CRISPR/Cas9系统以其操作难度低、编辑效率高、编辑范围广、投入成本少等优势成为新一代基因编辑技术，并在植物基因组学的研究中得到了广泛的应用。本文介绍了CRISPR/Cas9系统及其相关技术的工作原理，论述了编辑效率的影响因素、编辑系统的转化方式以及编辑结果的分析方法；从药用植物基因功能鉴定和转录调控两个方向，着重综述了该技术在药用植物功能基因组研究中的应用情况，并对其面临的问题和应用前景进行了总结与展望。     

天然产物合成生物学关键技术

结构复杂多样的天然产物是新药发现的重要源泉。通过天然产物合成生物学来实现天然产物的异源合成,被认为是解决复杂、稀缺天然产物来源问题最具前景的途径。DNA组装技术与基因组编辑技术是天然产物合成生物学研究的两大关键技术。前者可以将多个元件组装成超长DNA片段,实现代谢途径的重建,后者可以通过底盘基因组的改造,增加底盘与外源途径的适配性。该文综述了DNA组装技术与基因组编辑技术的最新研究进展,以期为天然产物合成生物学体系的构建和优化提供帮助。     

转录组测序技术在药用植物研究中的应用

转录组测序技术是一种新发展的转录组学研究方法。在物种基因组信息未知的情况下,进行测序得到遗传信息,转录组测序技术是很重要的分子生物学方法,已经被广泛应用于各个研究领域。而药用植物遗传信息匮乏,对药用植物的转录组进行测序在基因组学是比较活跃的领域,可以了解植物的基因表达并分析其功能和调控机制。对药用植物的转录组学研究有助于解决遗传育种、筛选优良抗性基因等问题。介绍了转录组测序的发展,并从功能基因挖掘和次生代谢产物途径探索等方面综述了近年来转录组测序在药用植物研究中的应用,为药用植物的研究提供了更多基础数据。     

DNA条形码等分子鉴定技术与动植物类中药材的鉴定

中药材鉴定是控制中药质量、确保用药安全与效果的首要环节。DNA分子鉴定是从基因层面上进行中药材鉴别的手段,准确率高。DNA分子鉴定包括电泳技术、免疫技术、随机扩增多态性DNA(RAPD)、限制性内切酶片段长度多态性(RFLP)、扩增片段长度多态性(AFLP)、简单重复序列(ISSR)及DNA条形码等,以DNA条形码应用最为广泛。DNA条形码是基因组中相对较短的、可用于物种鉴定的特异性基因片段。植物类中药材的条形码多选用核基因和叶绿体基因DNA片段,如叶绿体psbA-trnH基因、内转录间隔区(ITS)、叶绿体核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶大亚基(rbcL)和RNA转录体Ⅱ型内含子剪切酶基因(matK)等;动物类中药材的条形码多来自核基因和线粒体基因DNA,主要有线粒体细胞色素C氧化酶亚基1(COⅠ)、核糖体RNA(rRNA)和线粒体细胞色素b基因(CytB)等。综述动植物类中药材DNA分子标记与鉴定技术应用进展,并探讨DNA条形码在药用动植物类中药材鉴定中存在的局限性及发展前景,为中药质量控制提供参考。     

差异表达基因筛选技术及其在缺血性心脏病中的应用

在后基因组时代,人类基因组计划的工作重点转移到对功能基因的研究,疾病基因组的研究将成为现代医学研究的热点。随着差异基因筛选技术的不断完善,对疾病的发生机制的研究也不断深入。本文以缺血性心脏病为例,概述差异基因筛选技术的发展及其在该病病理机制研究中的应用状况。     

差异表达基因筛选技术及其在缺血性心脏病中的应用

在后基因组时代,人类基因组计划的工作重点转移到对功能基因的研究,疾病基因组的研究将成为现代医学研究的热点。随着差异基因筛选技术的不断完善,对疾病的发生机制的研究也不断深入。本文以缺血性心脏病为例,概述差异基因筛选技术的发展及其在该病病理机制研究中的应用状况。     

石斛资源分子水平研究进展

石斛作为我国传统中药材,具有养阴生津、润肺明目、抗癌防老等显著功效,有着广泛的分布和悠久的应用历史。随着分子生物学技术的发展,石斛属药用资源的研究进展迅速,分子标记技术具有微量、快速、特异性强、准确可靠等特点,为石斛资源的研究提供了新的方法。通过选用RAPD,ISSR,AFLP,SRAP等不同分子标记的结合使用,对石斛不同种类之间的遗传多样性及亲缘关系进行分析,获得的遗传信息,可以为濒危的石斛资源的保护及开发利用提供理论依据。核基因、线粒体基因、叶绿体基因的结合应用,可以有效便捷地鉴定石斛正品,为进一步发展中药材特异性分子鉴定提供科学依据。同时不同基因片段序列的联合运用,可以作为石斛鉴别DNA条形码的分子标记,将为石斛类药材的鉴定提供新的思路和方法,有效提高石斛属植物的鉴定速度和效率。该文从分子鉴定,DNA序列,石斛功能基因等方面进行论述,为石斛属药用植物的进一步开发应用提供理论基础,同时也为石斛属植物的有效保护和可持续开发提供科学依据。     

免疫检测技术在中药质量快速评价中的应用

中药质量评价分为有效性和安全性2个方面,现有的中药质量评价方法以仪器检测方法居多,不能满足生产及生活中简单、快速、现场化的实际需求。免疫检测技术具有灵敏度高、特异性强、操作简单、检测快速、检测成本低、仪器依赖性低、易于现场化等优点,在临床检验、食品安全检测及环境污染监测等领域应用广泛。近些年来,免疫检测技术逐渐应用于中药质量控制领域,涉及中药有效成分的定量检测,中药有害物质检测,中药外源性污染物检测等方面。该文综述了应用较广的酶联免疫检测法和胶体金免疫检测试纸条技术的原理及在中药质量评价中的应用,该技术在中药质量现场快速检测中具有较好应用前景。