CRISPR基因编辑技术(精)

《CRISPR基因编辑技术》由山东大学、北京大学、清华大学、浙江大学、四川大学、中国科学院生物物理研究所、中国医学科学院、中国农业科学院等高校和科研院所的一线专家联合编写。全书论述扼要，汇入了不少典型的实验方案，体现了该技术的近期进展及再多个领域的应用。

《CRISPR基因编辑技术》由山东大学、北京大学、清华大学、浙江大学、四川大学、温州医科大学、香港中文大学、中国科学院生物物理研究所、中国农业科学院等高校和科研院所的一线专家联合编写，系统介绍CRISPR这一基因编辑技术的发展史、研究进展、结构组成、表观编辑、脱靶效应、脱靶检测方法、实验方案、实验模型和递送系统，以及该技术在微生物学、免疫学、疾病治疗和传染病核酸检测中的应用。全书论述扼要，汇入了不少典型的实验方案，体现了该技术的近期新进展及在多个领域的应用，实用性强。 《CRISPR基因编辑技术》可供生命科学、基础医学、药学、农学等领域的研究生和其他研究人员参阅。

刘世利，博士毕业于清华大学医学院，后留学于美国华盛顿大学，现为山东大学基础医学院副教授。主要讲授课程和研究方向为医学微生物学。现科研方向主要是人体菌群研究，如细菌种类、细菌基因和细菌引发疾病的机制的研究工作，发表论文34篇。现已出版专著3部，《人体微生物组》、《肿瘤细胞免疫》和《CRISPR基因编辑技术》。参与编写多本大学教材，现从事医学微生物科普著作的创作。

第1章 CRISPR-Cas系统概述
1.1 引言
1.2 CRISPR-Cas分类
1.3 2类CRISPR-Cas系统
1.4 CRISPR-Cas系统的递送方法
1.5 CRISPR-Cas系统的非基因组编辑方法
1.5.1 用CRISPR-Cas13和rCas9靶向RNA
1.5.2 CRISPRa/CRISPRi、表观遗传修饰和标记
1.6 CRISPR-Cas商业化现状
1.7 结语
参考文献
第2章 基因编辑技术史话
2.1 引言
2.2 基因编辑技术的历史先河：基因打靶技术
2.3 昙花一现：锌指核酸酶技术和类转录激活因子效应物核酸酶技术
2.4 革命时代的来临：CRISPR技术
2.5 结语
参考文献
第3章 基于CRISPR-Cas系统的基因编辑技术的进展
3.1 引言
3.2 基因编辑技术的发展
3.3 CRISPR-Cas系统的多样性、分类与演变
3.3.1 CRISPR-Cas系统分类及作用原理
3.3.2 CRISPR-Cas系统的源起和进化
3.4 CRISPR-Cas系统的应用进展
3.4.1 在细菌及古菌中的应用
3.4.2 在真菌中的应用
3.4.3 在植物细胞中的应用
3.4.4 在动物细胞中的应用
3.5 CRISPR-Cas系统的前瞻性应用
3.6 结语
参考文献
第4章 CRISPR-Cas9的结构和作用机制
4.1 引言
4.2 CRISPR-Cas9生物学
4.3 Cas9酶
4.3.1 Apo酶的双叶结构
4.3.2 HNH和RuvC核酸酶结构域
4.4 CRISPR-Cas9效应复合物的组装
4.4.1 sgRNA结合后的构象重排
4.4.2 Cas9与sgRNA的相互作用
4.4.3 预排序种子RNA以及Cas9与PAM的相互作用
4.5 目标搜索与识别
4.5.1 RNA-DNA异源双链
4.5.2 PAM识别
4.5.3 局部DNA熔解和R环形成
4.5.4 Cas9诱导的DNA弯曲
4.6 靶标切割
4.6.1 解偶联的DNA结合和切割事件
4.6.2 通过HNH-RuvC通讯进行DNA协同切割
4.6.3 非靶DNA链在HNH重定位中的关键作用
4.7 CRISPR-Cas9介导的DNA靶向和切割模型
4.8 Cas9直系同源物的结构
4.9 结语
参考文献
第5章 CRISPR介导的表观遗传学编辑
5.1 引言
5.2 针对组蛋白的表观修饰
5.2.1 转录激活
5.2.2 转录抑制
5.2.3 目前的局限性
5.2.4 克服当前局限性
5.3 针对DNA的表观修饰研究
5.3.1 DNA甲基化
5.3.2 DNA去甲基化
5.3.3 使用CRISPR介导的方法探测新的DNA表观遗传修饰
5.3.4 m5dC衍生物的氧化
5.3.5 N6-甲基脱氧腺苷的发现
5.3.6 发现新的DNA表观遗传修饰
5.4 针对非编码RNA的表观遗传学功能
5.5 化学和光诱导基因组表观编辑
5.6 表观基因组编辑与病理和医疗
5.7 超越CRISPR-Cas9
5.8 结语
参考文献
第6章 CRISPR-Cas9的脱靶效应
6.1 引言
6.2 最小化CRISPR-Cas9系统脱靶效应的策略
6.2.1 改善sgRNA-Cas9复合物的有效浓度和sgRNA-Cas9复合物递送
6.2.2 sgRNA分子的合理设计
6.2.3 新的Cas9变体的合理工程设计
6.2.4 Cas9直系同源物
6.2.5 Ⅱ类Cas9直系同源物
6.3 CRISPR-Cas9系统中脱靶效应的检测方法
6.3.1 预测的脱靶位点检测
6.3.2 WGS
6.3.3 ChIP-seq
6.3.4 IDLV捕获
6.3.5 BLESS
6.3.6 GUIDE-seq
6.3.7 LAM-HTGTS
6.3.8 Digenome-seq
6.3.9 SITE-seq
6.3.10 CIRCLE-seq
6.3.11 GOTI
6.3.12 PEM-seq
6.3.13 DISCOVER-seq
6.4 结语
参考文献
第7章 CRISPR-Cas9的实验模型
7.1 引言
7.2 细胞模型
7.3 动物模型
7.3.1 鼠
7.3.2 果蝇
7.3.3 斑马鱼
7.3.4 猪
7.3.5 其他动物模型
7.4 植物
7.5 真菌
7.6 细菌
7.7 结语
参考文献
第8章 纳米材料递送CRISPR-Cas系统
8.1 引言
8.2 纳米材料概述
8.2.1 纳米材料定义及特性
8.2.2 纳米材料的分类
8.2.3 纳米材料的应用
8.3 基因疗法简介
8.4 纳米材料递载CRISPR-Cas系统的生物应用
8.4.1 二维纳米材料递送CRISPR-Cas系统的生物应用
8.4.2 贵金属及自组装纳米材料递载CRISPR-Cas系统的生物应用
8.4.3 其他纳米材料递载CRISPR-Cas系统的生物应用
8.5 结语
参考文献
第9章 全基因组CRISPR-Cas9基因敲除和转录激活筛选的实验方案
9.1 引言
9.2 实验设计
9.2.1 筛选方法
9.2.2 sgRNA文库的设计和选择
9.2.3 构建和递送sgRNA文库的方法
9.2.4 选择sgRNA
9.3 材料
9.3.1 试剂
9.3.2 耗材及设备
9.3.3 试剂制备
9.3.4 材料准备
9.3.5 步骤
9.4 结语
参考文献
第10章 细菌中的CRISPR-Cas系统及其功能
10.1 引言
10.2 细菌中CRISPR的分布
10.3 CRISPR-Cas系统在细菌研究中的应用
10.3.1 对细菌基因组进行编辑
10.3.2 参与细菌基因的表达调控