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中国生物工程杂志增设CRISPR专栏
【字体： 大 中 小 】 时间：2016年11月10日 来源：生物通
编辑推荐：
在最新一期的《中国生物工程杂志》上增设了一个新的专栏——CRISPR专栏，并在这一期发布了两篇关于CRISPR-Cas9系统的综述文章。
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在最新一期的《中国生物工程杂志》上增设了一个新的专栏——CRISPR专栏，并在这一期发布了两篇关于CRISPR-Cas9系统的综述文章。
第一篇题为“CRISPR-Cas9研究进展及在基因治疗上的应用”的文章是由西北农林科技大学动物医学院卿素珠课题组发表。
基因编辑技术是通过人为操作引起特定基因的插入、缺失或替换等，对基因组进行精确修饰和定向编辑的一种技术。该技术被广泛应用于研究基因在生物和疾病中的功能作用和分子机制，也可利用此技术进行基因治疗。基因编辑技术主要包括三种：（１）ＣｒｅＬｏｘＰ［Ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｔｅｉｎ／ｌｏｃｕｓｏｆｃｒｏｓｓｉｎｇｏｖｅｒ（Ｘ）ｉｎＰ１］，该技术重组效率高，但实验周期长，操作对象主要为胚胎干细胞，限制了其应用范围。（２）ＲＮＡ干扰（ＲＮＡｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ＲＮＡｉ）技术，实验周期较短，成本低，但该技术对细胞毒害作用较大，定向编辑效率较低。（３）人工内切核酸酶技术，与前两种类型相比，人工内切核酸酶技术摆脱了依赖胚胎干细胞的限制，应用更加广泛，且定向编辑效率较高。
目前，人工内切核酸酶技术有三类，分别是锌指核酸酶（ｚｉｎｃｆｉｎｇｅｒｎｕｃｌｅａｓｅｓ，ＺＦＮｓ）、转录激活因子样效应物核酸酶（ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ａｃｔｉｖａｔｏｒｌｉｋｅ ｅｆｆｅｃｔｏｒ ｎｕｃｌｅａｓｅｓ，ＴＡＬＥＮｓ）和ＣＲＩＳＰＲＣａｓ［Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄｓｈｏｒｔｐａｌｉｎｄｒｏｍｉｃｒｅｐｅａｔｓ（ＣＲＩＳＰＲ）／ＣＲＩＳＰＲａｓｓｏｃｉａｔｅｄ（Ｃａｓ）］技术。ＺＦＮｓ和ＴＡＬＥＮｓ都是基于特制的ＤＮＡ结合特异性的蛋白质系统，它们通过束缚核酸内切酶的催化区域，调节ＤＮＡ结合蛋白，引起特定位点的靶向双链ＤＮＡ断链，这两种人工内切核酸酶的识别位点非常有限，操作复杂，成本较高。然而，ＣＲＩＳＰＲ技术通过一小段与靶向ＤＮＡ碱基互补配对的ＲＮＡｓ及其引导Ｃａｓ蛋白，引起ＤＮＡ位点特异性靶向双链ＤＮＡ断链，产生靶基因修饰。这项技术便于设计，切割效率更高，成本较低，应用范围广，且适用多重基因编辑。
这篇文章主要针对ＣＲＩＳＰＲ技术中的ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９系统，着重从ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９的结构、作用机制、修复方式及其在基因治疗上的应用等方面介绍ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９的研究进展。
第二篇题为“CRISPR-Cas9系统在疾病模型中的应用”的文章是由新乡医学院生命科学技术学院和河南省医用组织再生重点实验室的研究人员发表。
在后基因组时代，深入研究基因在发育和疾病中的生物学功能是一个巨大的挑战。定向诱导突变是一种很好的阐明基因生物学功能的方法。利用同源重组和胚胎干细胞技术将特异改造基因引入动物基因组的基因打靶技术使生物医学研究发生了重大变化。转基因动物，特别是基因敲除小鼠，作为人类疾病模型是非常有价值的。随着基因编辑技术的发展，目前出现了３种新型基因打靶技术：锌指核酸酶技术（ＺＦＮ）、转录激活因子样效应因子核酸酶技术（ＴＡＬＥＮ）、规律成簇间隔短回文重复序列相关核酸酶技术（ＣＲＩＳＰＲＣａｓ），这３种新型基因编辑技术操作简便且周期短，基因敲除效率高。其中，ＣＲＩＳＰＲＣａｓ是由ＲＮＡ引导内切酶的新一代基因工程技术，与ＺＦＮ和ＴＡＬＥＮ相比，其敲除效率更高，可以同时敲除多个基因，并且不需要药物筛选，应用最为广泛。
随着对ＣＲＩＳＰＲＣａｓ系统的研究，根据Ｃａｓ蛋白的结构及功能不同，目前已经将ＣＲＩＳＰＲＣａｓ系统分为５种类型，其中Ⅱ型和Ⅴ型ＣＲＩＳＰＲ基因座分别结合Ｃａｓ９和Ｃｐｆ１蛋白就能切割核酸链，而其他类型则需要结合多个Ｃａｓ蛋白形成复合体才能发挥其功能。目前，ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９系统经人工改造，ｓｉｎｇｌｅｇｕｉｄｅＲＮＡ（ｓｇＲＮＡ）代替了与Ｃａｓ９结合的ｔｒａｎｓａｃｔｉｖａｔｉｎｇＣＲＩＳＰＲＲＮＡ（ｔｒａｃｒＲＮＡ），通过特异ｓｇＲＮＡ序列的引导可以作用于任何靶向序列的不同ＰＡＭ位点。因而ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９技术已经在动植
物细胞及活体中得到广泛应用。这篇文章主要对ＣＲＩＳＰＲＣａｓ９系统介导的基因编辑技术及应用进行综述。
生物通推荐原文：
CRISPR-Cas9研究进展及在基因治疗上的应用. 中国生物工程杂志 2016, 36(10) 72-78 DOI: 10.13523/j.cb.20161010
CRISPR-Cas9系统在疾病模型中的应用. 中国生物工程杂志 2016, 36(10) 79-85 DOI: 10.13523/j.cb.20161011
