CRISPR 2021

CRISPR-Cas（聚集的规则间隔短回文重复序列CRISPR-associated）的出现使得精确定位/编辑基因组成为可能。大多数CRSIPR-Cas系统在结合其特定靶点时显示出反式核酸酶活性，而FnCas9（源自新弗朗西斯菌的Cas9）中没有这种活性。FnCas9的这种高特异性以及极高的错配敏感性（如果在引导RNA和底物DNA之间存在超过一个碱基对错配，则结合被取消）使得能够精确地靶向和编辑SNPs。镰状细胞病（SCD）点突变（患者来源的IPSC、诱导多能干细胞）的纠正和FELUDA检测SCD/COVID-19（FnCas9连接的统一检测试验是一种稳健、快速、廉价的护理点试验）证明了这一点。

学习目标:

1.讨论用于精确基因组操作的正交Cas系统。

2.分解亲和力介导的CRISPR诊断，它们对现场分析的适应和翻译。

快速、准确和广泛的COVID-19检测对于追踪接触者、及时对患者进行分类和病毒监测至关重要。目前新冠病毒检测的黄金标准是RT-PCR。然而，这种核酸扩增检测需要实验室，严重限制了大规模实施。因此，我们的实验室将我们的努力集中在这一流行病的挑战上，目标是设计一个分散的基于crispr的NAAT解决方案，任何人都可以使用，而不需要复杂的实验室仪器。我们设计、开发并验证了一款即时冻干的COVID-19 NAAT传感器，可集成到任何口罩中，从用户的呼吸中检测病毒。该传感器采用等温扩增和基于cas12的SHERLOCK反应，实现了与目前cdc批准的RT-PCR COVID-19检测相当的检测灵敏度。从口罩内表面收集的呼吸气溶胶用于分析，所有反应都在环境温度下进行。冻干合成生物反应是货架稳定的，消除了冷链分配或储存的需要。该系统无需任何动力，通过无源毛细管力自动执行，无需操作人员进行液体处理等操作。用户所需要做的就是按下一个按钮开始传感器分析，输出的是简单的可视化结果。 Importantly for practical implementation, the sensor is compact (smaller than a business card), lightweight (equal in weight to a penny), and inexpensive (currently at $5 per sensor). We envision our face mask sensors can be used as a widespread disposable COVID-19 diagnostic, combining the protective functions of a mask with the capabilities of NAATs for sensitive, specific and convenient high-frequency testing.

学习目标:

1.讨论COVID-19口罩传感器的关键功能步骤。

2.讨论将COVID-19诊断集成到口罩中的一些优点。

最近，新型冠状病毒感染症(COVID-19)在全球蔓延，引发全球关注。快速、早期发现新型冠状病毒SARS-CoV-2，对于减少病毒传播、促进早期干预和治疗具有重要作用。在这次演讲中，我将介绍我们基于crispr的SARS-CoV-2核酸检测技术。我还将介绍我们在开发基于crispr的低成本诊断设备和无仪器检测平台方面所做的努力，以实现简单、快速、负担得起、移动、定点的分子诊断。

学习目标:

1.讨论目前在开发简单、快速的分子诊断试剂盒以抗击COVID-19方面面临的挑战。

2.介绍新的基于CRISPR的分子诊断技术。

3.基于crispr的SARS-CoV-2微流控诊断系统

COVID-19大流行表明，需要能够快速开发和部署的快速、准确的诊断检测试剂盒。自2018年成立以来，Mammoth公司一直在推进基于crispr的DETECTRTM技术，使诊断解决方案能够跨越分子检测的连续体。通过将Cas蛋白与序列特异性gRNA编程，DETECTRTM将一个高度特异性的目标识别事件与报告分子的分裂结合，产生一个可测量的信号。为了应对大流行，Mammoth迅速重新配置了我们的DETECTRTM平台，以检测SARS-CoV-2，展示了基于crispr的COVID-19诊断的速度和准确性。Mammoth进一步将其CRISPR技术应用到设备格式中，从而实现了高通量和分散的测试解决方案。DETECTRTM平台的平台性质将继续促进对SARS-CoV-2及其他疾病的诊断大众化。

学习目标:

1.定义CRISPR蛋白如何使疾病诊断成为可能。

2.解释CRISPR诊断在COVID-19大流行中的应用。

基于Cas9的治疗方法有可能彻底改变遗传疾病的治疗。然而，在基于CRISPR的治疗方法发挥其治疗潜力之前，还需要开发安全有效的递送Cas9蛋白、gRNA和供体DNA的方法。在这篇演讲中，我将描述一种非病毒Cas9传递载体CRISPR-Gold，它可以通过直接传递Cas9蛋白、gRNA和供体DNA，在体内诱导同源性定向DNA修复(HDR)。CRISPR-Gold是由金纳米颗粒与Cas9/gRNA核糖核蛋白(RNP)复合物、供体DNA和内体破坏性聚合物组装而成。我们已经能够证明，CRISPR-Gold可以通过HDR纠正mdx小鼠中导致杜氏肌营养不良(DMD)的DNA突变，肌肉注射后的效率为5.4%，且脱靶DNA损伤最小。此外，CRISPR-Gold能够将Cas9 RNP注入大脑，并通过非同源端连接(NHEJ)删除mGluR5基因，拯救FMR1相关自闭症小鼠。CRISPR-Gold是一种非病毒载体，可在体内产生HDR和NHEJ，有治疗肌肉和神经疾病的潜力。

学习目标:

1.讨论通过Cas9核糖核蛋白的传递进行体内基因编辑。
2.讨论将聚合物与蛋白质结合的新策略。

在过去的十年里，CRISPR技术已经彻底改变了基因组工程，最近获得的诺贝尔奖就反映了这一点。然而，执行和描述编辑事件的过程对新手和专家都是具有挑战性的。不理想的gRNA设计和将CRISPR成分传递到靶细胞会严重影响编辑效率。这反过来又会使本来就很费力的描述编辑事件的过程更加耗时和低效。

为了帮助您更有效地检测和验证您的基因编辑，我们开发了一个优化的工作流程。从样品制备到目标放大和分析，新的工作流程提供了您需要的一切，以更快、更容易地描述您的编辑事件。

学习目标:

1.使用新的测序分析工具来验证您的编辑效率。

2.轻松设计PCR和Sanger测序引物。

3.分解技术故障和输入质量。

核酸检测在医学上对多种疾病的预防、诊断和治疗监测具有重要意义。在过去的几年里，microrna (miRNA)，短的非编码rna，作为生物标志物变得越来越重要，因为人体体液中特定miRNA水平的失调与许多疾病有关，如不同类型癌症的阿尔茨海默病。除了在基因编辑方面的广泛应用外，CRISPR/Cas技术还为高灵敏度和选择性的核酸定量提供了强大的工具。在这次演讲中，首先简要介绍一下CRISPR驱动的生物传感技术。然后，将介绍一种CRISPR/Cas13a驱动的电化学微流控多路生物传感器(CRISPR- biosensors X)，用于现场miRNA检测。无需任何靶标扩增，CRISPR-Biosensor X为核酸诊断提供了一种低成本、易于扩展和多路复用的方法。

学习目标:

1.回顾CRISPR-enabled核酸检测的基本原理和不同模式。

2.确定一种电化学微流控方法，用于同时定量多个mirna。

3.区分CRISPR/Cas技术与生物传感器的未来方向。

4.应用这些知识在未来创造新的crispr驱动的生物传感设备。