CRISPR-Cas-新一代基因编辑技术.pdf

生命的化学, 2015, 35(1): 113-118 黄妤, 等. CRISPR/C：新一代基因编辑技术 doi: 10.13488/j.smhx 113 · 技术方法 CRISPR/Cas：新一代基因编辑技术 * 黄妤 ，王世春 (安捷伦科技（中国）有限公司) 摘要：CRISPR/Cas技术是一项新兴的基因编辑技术，它利用与目标序列互补的向导RNA(sgRNA) 引 Cas DNA 导 酶定点切割 。由于该技术操作简便、要求低，已成为近几年最受关注的基因编辑技术。而 随着该技术的广泛使用和人们对CRISPR/Cas 系统了解的不断深入，对该技术优与劣的争论也不断升 温。本文就该技术的起源、CRISPR/Cas 系统的工作原理，以及目前的主流应用和成果进行了介绍，希 望能够帮助人们对CRISPR/Cas技术有一个更全面的了解。 关键词：CRISPR/Cas；基因编辑技术；向导RNA 基因编辑技术是指对DNA 目标序列进行插 些间隔序列与噬菌体基因组序列存在100%的同源 入、删除或序列改变的操作方法。基因编辑技术 性[2] ，这表明间隔序列来源于外源生物体基因组。 的不断发展、创新和改良，推进了对基因生物学 这些间隔序列在被转录成为crRNA(CRISPR RNA) CRISPR/Cas Cas 功能的研究。在 出现之前，科学家只 后，能够和细菌自身的 核酸酶形成复合体，对 能通过对庞大的突变体库进行筛选，或通过繁琐 Cas核酸酶的靶向切割起到导向作用，当入侵的外 DNA CRIS- DNA crRNA Cas 耗时的同源重组等方式来对 进行编辑。 源 和这一段转录的 序列一致时， 蛋 PR/Cas DNA [3] 技术突破了基因编辑的瓶颈，为基因编辑 白就能够对入侵的 进行靶向切割 ，从而达到 提供了一把精确的手术刀和显微镜。科学家们利 破坏外源DNA ，实现自我防御的目的，因此这段 用这一技术可对基因进行精确的定位切割，用来 crRNA也被称为向导RNA(guide RNA或gRNA) 。 删除、插入、替换生物体内的目标基因，从而实 CRISPR最早于1987年被发现，但当时并未引 2005 现对基因功能的深入研究，或对大片段进行克 起科学家们的重视。到了 年，有三个研究小组 隆。 发现，CRISPR可能与微生物的免疫作用有关[4-6] 。 敏锐的科学家们开始认识到它的科研价值和商业 1 CRISPR/Cas——起源 价值。借助crRNA对目标序列的特异性识别，引 CRISPR/Cas技术的发现源自对细菌自身防御 Cas 导 核酸酶准确定位目标基因并进行精确切割这 系统的研究。CRISPR/Cas 系统是细菌在抵抗病 一特性，CRISPR/Cas成为科学家眼中理想的基