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许多技术可用于研究功能基因组学. 但到目前为止,最有效和最通用的是革命性的基因编辑技术CRISPR/Cas9,或CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat), 细菌基因组中的回文DNA序列.
CRISPR的工作原理是利用引导RNA (gRNA)作为基因组中特定DNA部分的归巢装置. 这引导Cas9核酸酶, 一种充当“分子剪刀”的酶, 在选定的点剪切DNA, 激活细胞自身的dna修复装置. 然后,基因内的特定序列可以被修改,或者整个基因被删除并被新的DNA序列所取代.
使用CRISPR“编辑”基因的能力可能是生物学历史上最重要的发现之一. 它不仅有潜力作为一种未来的治疗方法来治疗疾病 遗传基础 但它在药物发现中也发挥着重要作用, 这就是为什么澳门葡京网赌游戏成为首批投资这项技术的制药公司之一, 2014年在哥德堡和剑桥成立了专门的研究小组. 现在有可能创建涵盖基因组中每个基因激活或缺失的CRISPR试剂文库,以帮助识别参与控制生物过程的特定基因和介导药物耐药性或致敏性的特定基因. 通过了解这些基因变化如何影响细胞中蛋白质的功能, 澳门葡京赌博游戏的科学家可以开始专注于那些导致澳门葡京赌博游戏要治疗的复杂疾病发展的因素, 修改和将来, 甚至治愈.
由CRISPR实现的功能基因组学已经改变了药物靶标识别的格局.
CRISPR很快, 简单的, 性价比高、可靠, 生成干净的, 高质量的, 可靠的结果. CRISPR可以实现这种精确的基因编辑,使科学家能够故意激活或抑制(“敲除”)特定基因, 使他们能够精确地找出那些可能导致或恶化疾病的因素, 以及那些具有潜在保护作用的物质.
通过瞄准基因组中的每一个基因并了解它们发挥作用的网络, 与新的治疗方法如反义寡核苷酸携手并进, 澳门葡京赌博游戏可以扩大治疗的范围.
这种基因敲除筛选有可能识别出与抗癌药物耐药性有关的基因,并且正迅速成为其最广泛使用的应用之一. CRISPR还可以通过巧妙地操纵细胞系和动物模型中的基因来模拟人类疾病状态, 在比以前更短的时间内为潜在药物创建有价值的临床前试验平台. CRISPR也非常适合于高通量功能基因组筛选,之后进行生物信息学分析, 机器学习和人工智能(AI)解释了这些发现, 确定在集群或复杂网络中工作的基因之间的相互关系,并获得“大局”视角,了解拼图的哪些部分最重要.
将最新的基因组编辑技术与生物信息学和人工智能相结合,有效地分析筛选产生的数据,是最大限度地提高目标识别成功率的关键.