CRISPR Cas9 介导的基因编辑技术研究进展.pdf

生 物 工 程 学 报 李聪 等/ CRISPR/Cas9 介导的基因编辑技术研究进展 1531 Chinese Journal of Biotechnology /cjbcn November 25, 2015, 31(11): 1531−1542 DOI: 10.13345/j.cjb.140589 ©2015 Chin J Biotech, All rights reserved 综 述 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑技术研究进展 李聪，曹文广 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193 李聪, 曹文广. CRISPR/Cas9 介导的基因编辑技术研究进展. 生物工程学报, 2015, 31(11): 1531–1542. Li C, Cao WG. Advances in CRISPR/Cas9-mediated gene editing. Chin J Biotech, 2015, 31(11): 1531–1542. 摘 要: CRISPR/Cas9 (Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)是 最近发现的一种新型的基因组定点编辑技术。CRISPR 即成簇的、有规律的、间隔短回文重复序列，是人们在 研究大肠杆菌编码的碱性磷酸酶基因时发现的，它原本是存在于细菌和古细菌基因组中含有多个短重复序列的 基因位点，能够为自身提供一种特异性免疫保护机制，抵御外来病毒、质粒等遗传元件的入侵。CRISPR 系统 主 要 依 赖 crRNA (CRISPR RNA) 和 tracrRNA (Trans-activating chimeric RNA) 结 合 并 导 向 Cas (CRISPR-associated system) 蛋白来对外源 DNA 进行序列特异性降解。目前已经发现了3 种类型的 CRISPR/Cas 系统： Ⅰ型、 Ⅱ型和Ⅲ型。其中 Ⅱ型系统组分较为简单，主要依赖的是 Cas9 核心蛋白，在 RNA 的介导下， Cas9 蛋白能够识别靶序列进行切割造成 DNA 的双链断裂 (Double-strand breaks ，DSB) 。在此基础上，人们可 以对基因组的特定位点进行基因打靶、基因定点插入、基因修复等各种遗传操作。这种新的基因组定点编辑技 术比类转录激活因子效应物核酸酶 (Transcription activator-like effector nuclease ，TALEN) 和锌指核酸酶 (Zinc-finger nuclease ，ZFN) 技术设计更加简单、更容易操作，势必会有更广泛的应用。目前，利用该技术已 在多个物种的细胞和个体水平上实现了遗传操作。文中将从 CRISPR/Cas9 的来源、结构、作用机理方面介绍 其研究进展，为开展这一领域的研究工作提供参考。 关键词: 基因编辑，CRISPR/Cas9 系统，单链向导 RNA ，脱靶效应 Received: November 30, 2014; Accepted: February 13, 2015 Supported by: National Transgenic Major Program (Nos. 2013ZX08008-003, 2014ZX08008-003). Corresponding author: Wenguang Cao. Tel: +86-10 E-mail: ggwcao@163.com 国家转基因重大专项 (Nos. 2013ZX08008-003, 2014ZX08008-003) 资助。 网络出版时间：2015-04-16 网络出版地址：/kcms/detail/11.1998.Q1654.001.html 1532 ISSN