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1、CRISPR-CAS基因编辑技术原理与应用LOREMIPSUMDOLORLoremipsumdolorsitamet,consecteturadipisicingelit.Clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats(CRISPR)/CRISPR-associated(Cas)systems（常间回文重复序列丛集关联蛋白系统）What0102CRISPR表示成簇的规律间隔的短回文重复序列，而Cas是一种和CRISPR系统相关联的蛋白质、基因家族，其可以以序列依赖性的方式对DNA进行切割和
2、靶向作用。What细菌和古细菌一种不断进化适应的免疫防御机制实际上就是一种基因编辑器能怎好CRISPR/Cas基因编辑技术能运用于实际中了吗？相比其它编辑技术CRISPR/Cas基因编辑技术好用吗？怎么用CRISPR/Cas基因编辑技术？目录发现原理应用优点缺点发展前景CRISPR/Cas基因编辑技术发现在1987年的一篇论文中，日本大阪大学的研究人员报告了一项表面上微不足道的研究发现。他们在调查一种编码碱性磷酸酶的细菌基因序列时，发现了邻近的一个不同寻常的DNA片段，这一DNA片段中间是一段短直接重复核苷酸序列，两侧为短特异片段。他们当时指出“
3、这些序列的生物学意义尚不清楚”。在几乎过去快30年后，这一最初看起来不起眼的研究发现，现在为简易操控大量生物体的基因组打开了大门。2000年，相似的重复序列在其它真细菌和古细菌中被发现并被命名为短间隔重复序列（ShortRegularlySpacedRepeats，SRSR）。2002年SRSR被重命名为CRISPR。2013年2月发表在《Science》杂志上的两篇文章发现CRISPR/Cas9系统能在293T,K562等多种细胞中进行有效的靶向酶切,非同源末端连接同源重组效率约在在3-25%之间,与被《Science》杂志评为2012年十大科
4、学突破之一的TALEN技术的酶切效果相当。可用于编辑人类基因组。发现原理CRISPR/Cas9系统通过将入侵噬菌体和质粒DNA的片段整合到CRISPR中，并利用相应的CRISPRRNAs(crRNAs)来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。CRISPR/Cas9利用一段小 RNA 来识别并剪切DNA以降解外来核酸分子。原理示意图RNA指导的CRISPR/Cas9基因剪切系统利用CRISPRCas进行基因组工程，图中不同颜色的剪刀代表着不同的Cas9酶用CRISPR/Cas技术绕过了胚胎干细胞操作过程,可快速而有效地建立携带多个基因突变的小鼠。因其
5、不依赖在胚胎干细胞上操作,可用于多生物细胞的基因操作。模型生物的建立也不再局限于小鼠及少数大鼠中,任何可进行胚胎操作的物种都能成为基因组工程的目标。应用应用RudolfJaenisch教授实验室采用CRISPR/Cas技术绕过了胚胎干细胞操作过程，可快速而有效地建立携带多个基因突变的小鼠。这是CRISPR/Cas技术首次被用于多细胞生物的基因操作。应用。基因编辑功能应用疾病治疗方向应用疾病模式动物疾病模式动物科学家们一直改变与特定疾病相关的基因来用小鼠或其他模型动物建立相应的疾病模型。研究者可以应用这些疾病模型研究疾病的发病机制,再现疾病发生过程
6、;也可用于筛选有效治疗药物,或通过研究特异的表面分子、信号通路等开发新的靶向治疗药物等。疾病模式动物传统方式缺陷用特定的手段将目的DNA片段插入到小鼠胚胎干细胞中,筛选出成功修饰的胚胎干细胞,应用显微操作技术将其移入到早期胚胎(即囊庇)中,将改造后的脏胎移植到假孕母鼠中,再自生出的小鼠筛选疾病模型。成本高,应用的物种有限,操纵的基因亦有限。基因编辑功能应用CRISPR-Cas9系统的基因编辑功能主要应用于在不同物种的基因组产生需要的等位基因突变,来研究基因功能或建立疾病模型。如果CRISPR-Cas9系统的基因编辑功能如果真如研究者报道那样强大的
7、话，那该技术在先天性突变或获得突变所致疾病的修复治疗中将有巨大的潜在价值。这一点还有待研究。疾病治疗方向应用以CRISPR/Cas9为基础的基因编辑技术在一系列基因治疗的应用领域都展现出极大的应用前景，如血液病、肿瘤和其他遗传疾病。CRISPR/Cas9在多种类型的细胞和组织中都具有高效精确的基因编辑能力，在CAR-T、造血干细胞等体外治疗手段中是一个非常理想的操作平台，在体内也可适用。CRISPR/Cas技术灵魂人物——FengZhang（张锋）MIT麦戈文脑研究所（McGovernInstituteforBrainResearch）助理教授F
8、engZhang获得瓦利基金青年研究家奖（ValleeFoundationYoungInvestigatorAward）。FengZha
