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CRISPR-Cas9 的技术优势及应用前途

CRISPR-Cas9技术的优势

CRISPR/Cas9凭借着成本低廉,操作方便,效率高等优点,CRISPR/Cas9迅速风靡全球的实验室,成为了生物科研的有力帮手,是继“锌指核酸内切酶(ZFN)”、“类转录激活因子效应物核酸酶(TALEN)”之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。

江苏快3刘军在线计划CRISPR是一个特殊的DNA重复序列家族,广泛分布于细菌和古细菌基因组中。CRISPR位点通常由短的高度保守的重复序列组成,重复序列的长度通常21~48bp,重复序列之间被26~72bp间隔序列隔开。CRISPR就是通过这些间隔序列与靶基因进行识别。Cas9是存在于CRISPR位点附近的一种双链DNA核酸酶,能在guide RNA引导下对靶位点进行切割。简单来说,CRISPR-Cas9系统主要由两部分组成,一部分为由CRISPR起到+位点识别作用,另一部分为Cas9蛋白对靶位点有切割的作用。

相对于前两代基因编辑技术,作为第三代基因组定点编辑技术——CRISPR/Cas9系统具有显著优势。CRISPR-Cas9的优势非常明显首先载体构建简单且靶向效率高,只需要构建一个几十个碱基的CRISPR sgRNA即可与DNA序列进行匹配,从而介导Cas9蛋白对DNA序列进行切割;其次CRISPR-Cas9可编辑的位点分布频率较高,易选泽合适的位点进行基因编辑;最重要的是CRISPR-Cas9可同时对基因组进行多位点编辑。CRISPR/Cas9系统因其系统成分简单、操作方便、突变效率高、成本低廉的优点,已成为现在发展最为迅速、国内外学者广泛研究开发、应用于多种生物体基因组的定向基因编辑技术。

                                 CRISPR-Cas9与ZNF&TALEN技术比较

江苏快3刘军在线计划ZNF&TALEN

CRISPR-Cas9

序列构建

江苏快3刘军在线计划需要组装和构建复杂的蛋白序列

几十个碱基的CRISPR RNA序列
多位点敲除

很难实现

高效敲除

编辑位点分布 位点少

位点多,分布频率高

时间

费时长

时间短

CRISPR-Cas9应用

就目前来说,CRISPR-Cas9不仅仅是一项生物技术手段,它与我们的生活也贴合的越来越紧密,尤其是在基因治疗上取得了更多的突破。如杜克大学的研究组对患有杜兴氏肌肉萎缩症的小鼠进行了治疗,并取得了良好的效果;中山大学的黄军就团队首次对人类胚胎进行编辑,改造了能导致β-地中海贫血的缺陷基因;哈佛医学院的杨璐菡和同事们对猪基因组进行了破纪录的批量编辑,为异种器官移植打下基础。同时CRISPR-Cas9在植物育种上也发挥了一定的作用,如生产出了可以提高番茄产量的“超级番茄”以及生产出了不会变成棕色的新型蘑菇。

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