CRISPR新改良实现高效基因敲入

　　

生物通报道： 细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争，为此它们演化出了多种防御机制，CRISPR/Cas适应性免疫系统就是其中之一。该系统能在小RNA分子（crRNA）的引导下，靶标并沉默入侵者的遗传物质。

发现CRISPR系统之后不久，人们就开始用它来进行特异性的基因编辑。这种基因编辑技术更容易操作扩展性也更强，因此迅速成为了生物学各个领域的新宠儿。2015年基因组编辑热潮在持续发酵，CRISPR/Cas9仍旧是最引人注目的话题之一，相关论文被大量下载和引用。

科学家们已经成功用CRISPR/Cas系统在小鼠受精卵中直接进行基因组编辑，这种技术可以快速、方便而且有效的一步生成基因敲除的小鼠。不过，在小鼠受精卵中通过CRISPR/Cas介导的基因组编辑进行基因敲入或靶向基因盒插入，仍旧是一个不小的挑战。

为了克服这一问题，日本TMDU的Kohichi Tanaka教授和Dr. Tomomi Aida开发了新型的高效CRISPR/Cas系统。这一成果发表在四月二十九日的Genome Biology杂志上。

研究人员利用改良后的CRISPR/Cas系统，成功在小鼠受精卵的基因组中定向插入了包含EGFP（增强型绿色荧光蛋白）的长基因盒。研究显示，这一系统的长基因盒插入效率高达50%。（延伸阅读：Nature子刊：新改良打破CRISPR的局限）

过去人们在进行CRISPR/Cas基因组编辑的时候，通常采用由Cas9 mRNA和sgRNA（single guide RNA）组成的两组分体系。为了再现CRISPR/Cas系统的天然状态，研究人员建立了三组分的体系，包括Cas9蛋白、CRISPR RNA（crRNA）和反式激活crRNA（tracrRNA）。研究表明，改良的CRISPR/Cas可以获得极高的效率，实现简便而准确的基因修饰，并且成功延续到了下一代。

研究人员指出，经过改良的CRISPR/Cas系统适合多种应用，包括建立人源化小鼠模拟遗传疾病、药物代谢、免疫疾病和感染性疾病。除此之外，准确地靶向性插入可以帮助人们提高基因治疗在临床上的安全性。人们还可以利用这种CRISPR/Cas系统，培育拥有优良性状的牲畜、鱼、植物和微生物。

 

生物通编辑：叶予

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