CRISPR/Cas-等温扩增技术在食源性病原菌检测中的研究进展

食源性病原菌引起的食品安全事件引起广泛关注,为保证食品安全,采取有效的检测手段至关重要。新兴的簇状规则间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）及其关联蛋白（CRISPR-associated protein,Cas）组成的CRISPR/Cas系统是广泛存在于细菌和古细菌中的一种获得性免疫系统,可高效、特异性识别并切割外源核酸,与传统技术相比在检测病原菌方面更为高效。本文基于CRISPR/Cas生物传感系统-等温扩增技术联用的相关研究进行综述,对CRISPR/Cas系统的分类、原理以及与等温扩增耦合后在食源性病原菌检测方面的研究进展进行概述,并对其在即时检测应用中的前景以及所面临的挑战进行深入探讨,以期为CRISPR/Cas生物传感系统的进一步发展提供参考。     

CRISPR/Cas系统在食品质量安全检测中的应用研究进展

规律间隔成簇短回文重复序列(regularly spaced clustered short palindrome repeats-associated, CRISPR/Cas)系统是基于原核生物的一种适应性免疫系统, 因其可编程性和易操作的优点已被开发为基因编辑技术, 并且凭借其快速和高效的特点被广泛用于生物、医学等领域。目前, CRISPR/Cas系统已开始在基于核酸检测和单核苷酸多态性检测等食品安全检测技术中应用。本文就CRISPR/Cas系统中Cas9、Cas12a和Cas13a的原理以及其在掺假检测、溯源检测、食源性微生物和动物疫病等食品质量安全检测中的应用进展进行了综述, 以期为CRISPR/Cas系统应用于食品质量安全的快速现场检测提供理论和技术参考。     

CRISPR/Cas9介导烟草多基因编辑体系的应用

CRISPR/Cas9是一种新型的基因组定向编辑技术,近年来在烟草基因组的定向编辑中得到了广泛应用。CRISPR/Cas9介导的多基因编辑技术在许多物种中表现出很大的潜力,为了探索CRISPR/Cas9介导烟草多基因编辑的技术体系,本文针对烟草PCS1、HMA2、eIF4E、TOM3、TOM1 5个不同性状相关的基因构建了多靶点敲除的CRISPR/Cas9系统,并借助农杆菌介导的遗传转化技术转化烟草品种K326。对阳性植株的筛选、靶位点基因组的PCR扩增与测序分析表明,构建的CRISPR/Cas9多基因编辑系统成功转化到烟草中,能够同时靶向突变5个基因。5个基因同时突变的检出率为53.8%,单基因的突变检出率在76.9%与92.3%之间。进一步的脱靶检测分析显示,在所预测脱靶的候选位点上均未发生脱靶现象。本文构建的CRISPR/Cas9多基因编辑系统可将多个基因进行有效突变,为烟草基因功能研究和基于CRISPR/Cas9技术的多性状改良奠定了基础。      

扩增型和非扩增型CRISPR/Cas系统在食源性致病菌快速检测领域应用的研究进展

食源性致病菌引起的食品安全事件频发已对公众健康和社会经济造成巨大的影响,构建针对其快速、高效的检测方法是保障食品安全的重要手段。成簇的间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）及其相关蛋白（CRISPR-associated protein,Cas）组成的CRISPR/Cas是广泛存在于细菌和古细菌中的一种免疫系统,可以有效地识别并切割外源核酸。因此,可以利用CRISPR/Cas系统这一对外源核酸的识别及切割活性实现对食源性致病菌的快速高效检测。本文详细介绍基于核酸扩增和免核酸扩增的两种CRISPR/Cas系统,综述其在对各种食源性致病菌检测中的应用,讨论它们的优势、局限性以及未来的发展趋势,旨在为建立更高效的食源性致病菌检测方法提供技术参考,以期更有效地减少食源性致病菌造成的食品安全问题。     

CRISPR/Cas9系统在基因编辑和疾病治疗中的应用

基因编辑技术是目前基因功能和疾病治疗研究以及动物模型建立最主要的技术之一。CRISPR/Cas9技术作为一种新型基因编辑技术以易操作、耗时少、效率高等优点在基础生物医学和疾病研究方面得到广泛应用,大大方便了在体内外对靶向基因进行编辑的操作。它的出现不仅为科学研究提供了丰富的基因修饰动物,为剖析疾病发生及发展机制、药物靶点开发提供了强大的科研工具,给人类疑难遗传性疾病的治疗带来曙光。文章综述CRISPR/Cas9系统在细菌和哺乳动物中的作用机制,以及该技术的广泛应用及其突飞猛进的发展,同时阐述该技术存在的不足与对未来的展望。     

CRISPR-Cas系统在食品微生物中的应用研究进展

成簇的规律间隔的短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其关联蛋白(CRISPR-associated proteins,Cas)构成CRISPR-Cas系统,该系统作为高效、灵活、易于操作的基因编辑技术,开始广泛应用于微生物基因组位点的靶向编辑中。本文针对CRISPR-Cas9系统在食品微生物领域,特别是在食品酿造微生物和食品病原微生物中的应用进行综述,并进一步讨论影响该系统基因编辑效率的主要因素及发展方向,为CRISPR-Cas9系统在食品微生物中的应用提供参考和依据。     

CRISPR/Cas系统的核酸检测及其在食品安全快速检测中的应用

近年来,快速检测技术成为食品安全领域的一个重要研究方向。成簇规律间隔短回文序列(CRISPR)及CRISPR相关蛋白(Cas)组成的CRISPR/Cas系统因优越的靶向性而被广泛应用于核酸检测中。基于CRISPR/Cas系统的核酸传感器具有灵敏度高、特异性强、时效性快等优势,成为快检领域的研究热点,也推动了食品安全快速检测技术的发展。本文基于CRISPR/Cas系统进行综述,分析不同的CRISPR/Cas系统结合核酸技术在靶标检测中的应用情况,展望CRISPR/Cas核酸传感器在食品安全快速检测领域的未来研究方向,为研发基于此核酸传感器的新型检测方法提供参考。     

CRISPR/Cas系统在食源性致病菌快速检测新技术中的研究进展

食源性致病菌的早期筛查与快速检测对食品安全和临床诊断至关重要。然而,传统检测方法操作繁琐、费时费力,难以满足快速检测需求。成簇、规则间隔的短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR）和关联蛋白（CRISPR-associated protein,Cas）组成的CRISPR/Cas是广泛存在于细菌和古细菌中的一种免疫系统,其高效特异序列识别及切割活性的特性,为食源性致病菌高灵敏、快速检测提供了一种新的途径。本文介绍了CRISPR/Cas系统的原理、机制及发展,总结了近年来基于CRISPR/Cas系统结合不同结果报告方式用于食源性致病菌快速检测的最新进展,并对其优势、局限性和未来发展方向进行了讨论。     

CRISPR-Cas系统在食源性致病菌中的结构与功能研究进展

规律成簇间隔短回文重复序列（CRISPR）及其相关蛋白（Cas）构成的CRISPR-Cas系统是存在于细菌和古细菌中的免疫系统的组成部分,能有效防御外源移动遗传元件,如噬菌体的侵袭。研究发现该系统可以阻止携带特征基因的外源核酸整合到细菌基因组中,同时还有调节其它功能基因表达的作用,对细菌毒性、耐药性、生物膜形成等生物学特征也有影响。本文解析常见食源性致病菌CRISPR-Cas系统的结构,综述CRISPR-Cas系统与细菌毒性、耐药性、生物膜形成、分型等的相关性,为后续CRISPR-Cas系统功能研究以及食源性致病菌的溯源、控制提供参考。     

CRISPR/Cas系统在大肠杆菌代谢与发酵工程中的应用

大肠杆菌广泛应用于发酵和代谢工程等生物领域。通过基因工程的手段改造和调控大肠杆菌的代谢途径有着重要的应用价值。近年来,人们利用CRISPR/Cas系统在大肠杆菌中开发了一系列遗传操作工具。本文在简要介绍CRISPR/Cas系统的基础上,重点阐述了其在大肠杆菌基因组编辑和基因表达调控方面的研究现状,结合笔者自身的研究提出开发更高效更精准的基因组编辑工具的思考方向,为在大肠杆菌中应用CRISPR/Cas系统开展相关工作提供参考。