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三代基因组编辑技术的比较

基因组编辑技术江苏快3刘军在线计划是一种可以在基因组水平上对DNA序列进行改造的遗传操作技术。这项技术的原理是构建一个人工内切酶,在预定的基因组位置切断DNA,切断的DNA在被细胞内的DNA修复系统修复过程中会产生突变,从而达到定点改造基因组的目的。近年来,新的靶向基因组编辑工具不断被发现,其中包括锌指核酸酶(Zinc finger nucleases, ZFNs)、转录激活子样效应因子核酸酶 (Transcription activator-like (TAL) effector nucleases,TALENs) 和最新发现的规律成簇间隔短回文重复(Clustered regularly inters-paced short palindromic repeats, CRISPRs)/Cas(主要包括 CRISPR/Cas9,也包括最新发现的 CRISPR/Cas Cpf1)系统。

锌指核酸酶(ZFN)与TALEN作用机制

ZFN与TALENs都属于人工核酸酶,因此两者在作用机制上类似:利用人工设计和构建基因,以编码含有识别DNA特异性序列的DNA结合域和切割DNA靶序列的限制性内切酶FokI这两种功能结构域的复合蛋白酶,DNA识别域与靶序列DNA特异性结合后,FokI可通过二聚体产生具有活性的核酸内切酶活性,在目标DNA序列上造成DNA双链断裂(double-strand break,DSB),从而诱导细胞内源性的修复机制,激活体内非同源末端连接修复(non-homologous end joining,NHEJ)和同源重组修复(homologous recombination,HR),从而实现内源基因的敲除伙外源基因的定点敲入。

CRISPR的作用机制

江苏快3刘军在线计划CRISPR/Cas广泛的存在于细菌和古细菌的基因组中,作为原核生物中普遍存在的一种系统,最初的功能就是识别外源性入侵的核酸序列,并对其进行特异性降解,从而抵御病毒等外来入侵者。这一过程分两步进行——crRNA的合成及在crRNA引导下的RNA结合与剪切,具体机制为crRNA的表达、加工与成熟并与Cas9核酸酶结合,CRISPR-Cas复合体可与双联DNA的靶位点结合并切割双联,从而达到对基因编编辑的目的。

相比于前两代基因编辑技术,CRISPR-Cas9的优势不言而喻,因其具有效率高且构建简单的优势,目前已成为全球实验室进行基因编辑时首选的工具,并且广泛应用于动物模型构建、药物研发、基因治疗、农业育种等各个领域之中。

CRISPR基因编辑相关服务

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