基因编辑

背景

基因组编辑技术是是通过同源重组手段定向改造基因组的技术,是进行基因组改造和探索基因功能的关键手段,包括基因敲除、基因插入、基因定点突变,以及染色体大片段的重排和删除等。

CRISPR-Cas 技术是继锌指核酸酶(ZFN)、ES 细胞打靶和 TALEN 等技术后可用于定点构建基因敲除大、小鼠动物的第四种方法,且有效率高、速度快、生殖系转移能力强及简单经济的特点,在动物模型构建的应用前景将非常广阔。由于CRISPR/Cas技术作为一种最新涌现的基因组编辑工具,能够完成RNA导向的DNA识别及编辑,为构建更高效的基因定点修饰技术提供了全新的平台,受到众多科学家的追捧。2006年的诺贝尔奖获得者Craig Mello在接受美国国家公共电台采访时对CRISPR赞不绝口;此外,在Cell杂志盘点的2013年度最佳论文中,CRISPR也荣登榜单。

工作原理

根据Cas蛋白质和参与序列的不同,将目前发现的CRISPR/Cas系统分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其中,Ⅰ型和Ⅲ型需要多种Cas蛋白共同发挥作用,而Ⅱ型由Cas9单独参与,是研究最为深入的一种类型。在pre-crRNA转录的同时,与其重复序列互补的反式激活crRAN(trans-activating crRNA,tracrRNA)也转录出来。Cas9首先与crRNA和tracrRNA结合形成复合物,此复合物通过PAM序列(5’-NGG-3’)结合并侵入DNA,形成RNA-蛋白-DNA复合结构,进而在与crRNA配对的序列靶点剪切双链DNA。
通过人工设计这两种RNA,可以改造形成具有引导作用的sgRNA(single guide RNA),通过将表达sgRNA的元件与表达Cas9的元件相连接,得到可以同时表达两者的质粒,便能够对目的基因进行操作,以引导Cas9对DNA的定点切割。

 

应用:

通过使用CRISPR,科学家构建人类疾病小鼠模型的速度要比之前快得多。许多科研团队利用它来删除、添加、激活或抑制人体、老鼠、斑马鱼、细菌、果蝇、酵母、线虫和农作物细胞中的目标基因,该技术在遗传学领域得到广泛应用。枢密科技提供高品质AAV/Crispr/Cas9,LV/Crispr/Cas9病毒。

病毒工具

参考文献:

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