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基因編輯 又名:GeneEditor

基因編輯技術(shù)指能夠讓人類對目標基因進行“編輯”,實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技術(shù)自問世以來,就有著其它基因編輯技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢,技術(shù)不斷改進后,更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地“編輯”任何基因。

  術(shù)語解讀

  基因技術(shù)指能夠讓人類對目標基因進行“”,實現(xiàn)對特定DNA片段的敲除、加入等。

  在過去幾年中, 以ZFN (zinc-finger nucleases)和TALEN (transcription activator-like effector nucleases)為代表的序列特異性核酸酶技術(shù)以其能夠高效率地進行定點基因組, 在基礎(chǔ)研究、基因治療和遺傳改良等方面展示出了巨大的潛力。

  而CRISPR/Cas9技術(shù)自問世以來,就有著其它基因技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢,技術(shù)不斷改進后,更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地“”任何基因 。

  應(yīng)用技術(shù)

  這不是CRISPR/Cas9這項明星技術(shù)第一次得到人們的關(guān)注。在此之前,有著“豪華版”諾獎之稱的“2015年度生命科學突破獎”頒發(fā)給了發(fā)現(xiàn)基因組工具“CRISPR/Cas9”的兩位美女科學家——珍妮弗·杜德娜和艾曼紐·夏邦杰。二人更是獲得了2015年度化學領(lǐng)域的引文桂冠獎——素有諾獎“風向標”之稱,曾被認為是今年諾貝爾化學獎的最有力競爭者。

  那CRISPR/Cas9到底是一項什么技術(shù),為何能夠獲得如此這般青睞,又何以在短短兩三年時間內(nèi),發(fā)展成為生物學領(lǐng)域最炙手可熱的研究工具之一,并有近700篇相關(guān)論文發(fā)表?它將來又會如何影響到我們的生活?

  CRISPR/Cas9是繼“鋅指核酸內(nèi)切酶(ZFN)”、“類轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶(TALEN)”之后出現(xiàn)的第三代“基因組定點技術(shù)”。與前兩代技術(shù)相比,其成本低、制作簡便、快捷高效的優(yōu)點,讓它迅速風靡于世界各地的實驗室,成為科研、醫(yī)療等領(lǐng)域的有效工具[1] 。

  執(zhí)行手段

  1)基因敲除:如果想使某個基因的功能喪失,可以在這個基因上產(chǎn)生DSB,非同源末端連接(NHEJ)修復的過程中往往會產(chǎn)生DNA的插入或刪除(indel),造成移碼突變,從而實現(xiàn)基因敲除。

  2)特異突變引入:如果想把某個特異的突變引入到基因組上,需要通過同源重組來實現(xiàn),這時候要提供一個含有特異突變同源模版。正常情況下同源重組效率非常低,而在這個位點產(chǎn)生DSB會極大的提高重組效率,從而實現(xiàn)特異突變的引入。

  3)定點轉(zhuǎn)基因:與特異突變引入的原理一樣,在同源模版中間加入一個轉(zhuǎn)基因,這個轉(zhuǎn)基因在DSB修復過程中會被拷貝到基因組中,從而實現(xiàn)定點轉(zhuǎn)基因。通過定點轉(zhuǎn)基因的方法可以把基因插入到人的基因組AAVS1位點,這個位點是一個開放位點,支持轉(zhuǎn)基因長期穩(wěn)定的表達,破壞這個位點對細胞沒有不良影響,因此被廣泛利用。


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