代基因编辑技术crisprcas9

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1、第三代基因编辑技术CRISPR/Cas9专题内容基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术,可以精确地定位到基因组的某一位点,并剪断靶标DNA片段并插入新的基因片段基因编辑技术基因编辑工具锌指核酸内切酶（ZFN）类转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）成簇、规律间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白9Clusteredregulatoryinterspacedshortpalindromicrepeats/CRISPR-associatedprotein9（CRISPR/Cas9）基因编辑工具ZFNTALENCRISPR/CasTargetProtein:DNAProte

2、in:DNA(gRNA-Cas9):DNAStructureZincfingerDNAbindingmotifsinaββαconfiguration,theα-helixrecognizes3bpsegmentsinDNAProteinscontainingDNA-bindingdomainsthatrecognizespecificDNAsequencesdowntothebasepair20ntcrRNA(CRISPRRNA)fusedtoatracrRNAandCas9endonucleasethatrecognizespecificsequences

3、tothebasepairFeasibilityDifficult:-Needacustomizedproteinforeachgenesequence-LowdeliveryefficiencyEasy:-all-in-onegRNA-Cas9vectorsystem-multigeneeditingisfeasibleReferenceBeerlietal.,1998Perez-Pineraetal.,2012Gajetal.,2013MoscouandBogdanove,2009Bochetal.,2009Gajetal.,2013Malietal.,2

4、013Congetal.,2013Jiangetal.,20151987IshinoY等在K12大肠杆菌的碱性磷酸酶基因附近发现串联间隔重复序列2005三个研究小组均发现CRISPR的间隔序列(spacer)与宿主菌的染色体外的遗传物质高度同源2002该结构被正式定义为成簇、规律间隔短回文重复序列（CRISPR）2007Barrangou等首次发现并证明细菌可能利用CRSPR系统对抗噬菌体入侵。2013Zhang研究组首次在人293T细胞与小鼠Nero2A细胞中利用Crispr/Cas9系统实现了基因定点突变。Crispr/Cas9研究历史II型CRISPR免疫II型CR

5、ISPR免疫Crispr/Cas9系统核心：Cas9核酸酶、sgRNACRISPR系统结构(间隔相邻基序)Cas9切割后的DNA修复编辑效率检测T7E1AssayssgRNA设计功能物种数最大输入长度（nt）网址CRISPRDesign设计/脱靶效应评估1523-500http://crispr.mit.eduZiFiT设计/脱靶效应评估9不限http://zifit.partners.org/ZiFiTCas9Design设计/脱靶效应评估10不限http://cas9.cbi.pku.edu.cnCas-OFFinder脱靶效应评估2515-25http://www.rg

6、enome.net/cas-offinderE-CRISP设计/脱靶效应评估33不限http://www.e-crisp.org/E-CRISP/index.htmlCRISPR-P设计/脱靶效应评估3323-5000http://cbi.hzau.edu.cn/crisprCHOPCHOP设计/脱靶效应评估23不限https://chopchop.rc.fas.harvard.edu/index.phpGT-Scan设计/脱靶效应评估28不限http://gt-scan.braembl.org.au/gt-scan/submit基因编辑流程T7E1Crispr系统应用Gen

7、eticDiseasesCancerCardiovascularDiseaseHIVViralDiseasesImmunodeficiencyCrispr系统应用WenhuiHu,etal.PNAS. 2014, 111(31):11461-6CRISPR/Cas9基因编辑技术能够有效利用其sgRNAs靶向作用于HIV-1原病毒LTR(长末端重复序列)区，对HIV-1原病毒进行有效清除。在感染HIV-1的细胞中使用携带2个sgRNAsCRISPR/Cas9系统可以明显抑制病毒复制与再生效率。Crispr