CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展

doi:10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.01

生物技术进展 ›› 2015, Vol. 5 ›› Issue (1): 1-9.DOI: 10.3969/j.issn.2095-2341.2015.01.01

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CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展

郑小梅1,2,张晓立1,3,于建东1,2,郑平1,2,孙际宾1,2*

1.中国科学院系统微生物工程重点实验室, 天津 300308;

2.中国科学院天津工业生物技术研究所, 天津 300308;

3.天津科技大学生物工程学院, 天津 300457

收稿日期:2014-11-04 出版日期:2015-01-25 发布日期:2014-12-04
通讯作者: 孙际宾，研究员，博士生导师，主要从事微生物代谢工程与系统生物技术研究。Tel：022-84861949；E-mail：sun_jb@tib.cas.cn
作者简介:郑小梅，助理研究员，博士，从事黑曲霉分子生物学与系统生物学研究。E-mail：zheng_xm@tib.cas.cn。
基金资助:
国家863计划项目(2013AA020302)；国家自然科学基金面上项目(31370113)资助。

CRISPR-Cas9-based Genome Engineering

ZHENG Xiao-mei, ZHANG Xiao-li, YU Jian-dong , ZHENG Ping, , SUN Ji-bin,

1.Key Laboratory of Systems Microbial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China；

2.Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Tianjin 300308, China；

3.School of Biological Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China

Received:2014-11-04 Online:2015-01-25 Published:2014-12-04

摘要/Abstract

摘要： CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins)系统为细菌与古生菌中抵御外源病毒或质粒DNA入侵的获得性免疫系统。该系统在crRNA的指导下，使核酸酶Cas识别并降解外源DNA。其中，Ⅱ型CRISPR-Cas系统最为简单，仅包括一个核酸酶Cas9与tracrRNA：crRNA二聚体便可完成其生物功能。基于CRISPR-Cas9的基因组编辑技术的核心为将tracrRNA:crRNA设计为引导RNA，在引导RNA的指导下Cas9定位于特定DNA序列上，进行DNA双链切割，实现基因组的定向编辑。CRISPR-Cas9系统以设计操纵简便、编辑高效与通用性广等优势成为新一代基因组编辑技术，为基因组定向改造调控与应用等带来突破性革命。从CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的发展与应用等方面综述其最新研究进展，并着重介绍该技术的关键影响因素，为相关研究者提供参考。

关键词: CRISPR-Cas系统, Cas9, 基因组编辑技术

Abstract: CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated proteins) systems are the adaptive immune system in bacteria and archaea that defends against infectious viruses and plasmids. Immunity is mediated by Cas nucleases, which use small RNA guides (the crRNAs) to specify a cleavage site within the genome of invading nucleic acids. In type Ⅱ CRISPR-Cas systems, the DNA-cleaving activity is performed by a single enzyme Cas9 guided by an RNA duplex. Using synthetic single RNA guides, Cas9 can be reprogrammed to create specific double-stranded DNA breaks in the genomes of a variety of organisms, ranging from human cells to bacteria, and thus constitutes a powerful tool for genetic engineering. In this review, we described the development and applications of CRISPR-Cas9 system with highlighting the practical considerations for implementing CRISPR-Cas9 technology.

Key words: CRISPR-Cas system, Cas9, genome engineering

郑小梅,张晓立,于建东,郑平,孙际宾,. CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展[J]. 生物技术进展, 2015, 5(1): 1-9.

ZHENG Xiao-mei1,2, ZHANG Xiao-li1,3, YU Jian-dong 1,2, ZHENG Ping1,2,SUN Ji-bin1,2*. CRISPR-Cas9-based Genome Engineering[J]. Curr. Biotech., 2015, 5(1): 1-9.

[1]	李仪扬, 周执政, 王淑菲, 刘博雅, 刘宇飞, 李孝彦, 隋宏书, 刘东巍. CRISPR/Cas9基因编辑技术在疾病治疗中的应用与展望[J]. 生物技术进展, 2025, 15(1): 35-42.
[2]	胡广, 王智, 付伟, 石雨婷, 陈珊珊, 罗亮, 魏霜. 基于TaqMan-qPCR技术的OsWx基因编辑水稻检测方法的建立[J]. 生物技术进展, 2025, 15(1): 86-92.
[3]	贾名扬, 王磊, 陈俊峰, 张家庆, 闫祥洲, 邢宝松, 王璟. CRISPR/Cas9基因编辑技术在畜禽育种中的研究进展[J]. 生物技术进展, 2024, 14(4): 529-536.
[4]	张佳聪, 鲁纪刚. 基于CRISPR/Cas9系统建立新吉富罗非鱼双等位基因敲除技术——以SLC24A5基因为例[J]. 生物技术进展, 2024, 14(3): 442-450.
[5]	张笑天, 王智, 朱鹏宇, 魏霜, 付伟, 黄春蒙, 李志红, 王慧煜, 焦悦. 一种基于定量PCR的CRISPR/Cas9基因编辑作物快速检测方法的研究[J]. 生物技术进展, 2023, 13(6): 907-912.
[6]	熊茂兰, 蔚思言, 罗军涛, 韩兵社, 张俊芳. 敲除hdac11基因对斑马鱼脂代谢的影响[J]. 生物技术进展, 2023, 13(4): 588-595.
[7]	杨洋, 王凤林, 刘德, 罗园园, 朱建华. CRISPR⁃Cas9技术在植物次生代谢物生产中的研究进展[J]. 生物技术进展, 2022, 12(6): 806-816.
[8]	于鲲, 薛佳琪, 王进宽, 余永涛. CRISPR/Cas9基因编辑技术在丝状真菌中的应用[J]. 生物技术进展, 2022, 12(5): 696-704.
[9]	曹巧, 史占良, 张国丛, 班进福, 郑树松, 傅晓艺, 张士昌, 何明琦, 韩然, 高振贤. CRISPR/Cas9技术在小麦育种中的应用进展[J]. 生物技术进展, 2021, 11(6): 661-667.
[10]	格日乐其木格, 牛振峰, 董丹, 张涛涛, 峥嵘. CRISPR-Cas系统在微生物研究中的应用进展[J]. 生物技术进展, 2021, 11(3): 253-259.
[11]	刘肖静,王旭静,王志兴. CRISPR-Cas系统在植物中的研究进展与监管政策[J]. 生物技术进展, 2021, 11(1): 1-8.
[12]	曹豪豪,张红兵,薛溪发,李左群,闫洪波,李会宣. 新型基因编辑技术在单细胞微藻中的应用进展[J]. 生物技术进展, 2021, 11(1): 9-15.
[13]	朱瑶瑶,张朔,王征宇. 利用人胚胎干细胞来源的Runx1c-mNeonGreen报告细胞系追踪成年造血过程[J]. 生物技术进展, 2020, 10(5): 524-533.
[14]	吕宝北,赵鹏翔,张鑫,马雪梅,谢飞. CRISPR/Cas9在肿瘤治疗中的研究进展[J]. 生物技术进展, 2018, 8(3): 191-196.
[15]	汪超甲,王辉,胡钧涛,胡胜利,张宇强,成于思,雷尚国. CRISPR/Cas9敲除pyk2基因对人脑胶质瘤细胞增殖、迁移及侵袭能力的影响[J]. 生物技术进展, 2017, 7(4): 338-344.

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CRISPR-Cas9-based Genome Engineering

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