CRISPR/Cas9基因编辑工具介绍

规律间隔成簇短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR）本身是一种防御系统，用以保护细菌和古细菌细胞不受病毒的侵害。在这些生物基因组中的CRISPR位点能表达与入侵病毒基因组序列相匹配的小分子RNA 。当微生物感染了这些病毒中的一种，CRISPR RNA就能通过互补序列结合病毒基因组，并表达CRISPR相关酶，也就是Cas，这些酶都是核酸酶，能切割病毒DNA ，阻止病毒完成其功能。

Cas9酶受sgRNA引导靶向切割DNA双链的分子机制

该切割DNA的机制与2012年被证实广泛适用于真核生物，从而引发了后续的以CRISPR/Cas9为基础的第三代基因编辑工具的研究热潮。在真核细胞中双链的DNA打断（Double strand break, DSB）可以引发两种修复机制，其中非同源末端结合（Non-homologous end joining, NHEJ）可以产生数个碱基的随机删除或插入，从而引发移码突变，这便是基因编辑工具进行基因敲除的原理；此外在有同源序列存在时可以进行同源重组修复，该机制可以实现外源基因的敲入或者定点修饰。

CRISPR/Cas9技术特点

相比前两代基因编辑工具ZFN系统和TALEN系统

其优点显著： 首先，CRISPR-Cas9系统的可用位置更多。理论上基因组中每8个碱基就能找到一个可以用CRISPR-Cas9进行编辑的位置，可以说这一技术能对任一基因进行操作，而TALEN和ZFN系统则在数百甚至上千个碱基中才能找到一个可用位点，这大大限制了使用范围。 其次，Cas9扩展性强，正如本公司使用的Cas9n，是一种只进行单链切割的Cas9突变型，该酶可以大大降低切开双链后带来的非同源末端连接造成的染色体变异风险。此外还可以将Cas9蛋白连接其他功能蛋白，来在特定DNA序列上研究这些蛋白对细胞的影响。 第三，更为重要的是，CRISPR-Cas9系统的使用极为方便，只需要替换一段核酸序列，几乎任何实验室都可以开展工作。

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