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CRISPR/cas9 基因編輯技術

日期:2021-08-16瀏覽:2876次

        CRISPR/Cas系統(tǒng)是原核生物的一種天然免疫系統(tǒng),存在于大多數(shù)細菌和古生菌中。原核生物在遭到病毒入侵后,能夠把病毒DNA的一小段提取出來并存儲到自身基因組上的特定區(qū)域, 我們把這個區(qū)域稱為CRISPR存儲空間。當再次遇到病毒入侵時,原核生物能夠根據(jù)存儲的DNA片段識別病毒,將病毒的DNA切斷而使之失效。目前應用*泛的CRISPR/Cas系統(tǒng)是來源于釀膿鏈球菌 (Streptococcus pyogenes) 的CRISPR/Cas9系統(tǒng)。


       天然的CRISPR-Cas9系統(tǒng)由三部分組成:SpCas9 (以下簡稱Cas9)、crRNA、tracrRNA。為了方便實驗設計以及提高gRNA的穩(wěn)定性,Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier將crRNA和tracrRNA融合成一條RNA,并把其稱為sgRNA (single-guide RNA),見下圖。

       改造后的CRISPR/Cas9系統(tǒng)成為研究者做基因編輯的有利工具。Cas9蛋白要成功識別目標序列必須滿足兩個條件:(1) sgRNA的5'端20 nt和靶DNA之間堿基配對;(2) 靶DNA的3'端有合適的PAM序列。CRISPR/Cas9切割目標DNA后產(chǎn)生DSB (雙鏈斷裂),DSB是一切基于核酸內(nèi)切酶的基因編輯的基礎,CRISPR/Cas9因為只需要改變sgRNA的5'端序列即可重編程Cas9的序列特異性,設計和操作十分方便。


CRISPR-Cas9技術優(yōu)勢

  1. 效率高:可精確編輯基因組,編輯效率高

  2. 周期短:構建和使用極為方便,極大降低了實驗難度,縮短實驗周期

  3. 廣譜性:無基因、細胞及物種限制

  4. 多重編輯能力:可實現(xiàn)多個靶位點同時進行基因打靶

  5. 功能豐富:可實現(xiàn)敲除、插入、抑制、激活等多種目的基因



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