Cell特辑：CRISPR翻开崭新的一页

作为新一代基因组编辑技术先锋，CRISPR炙手可热，在最新特辑：“CRISPR：The Next Generation”中，Cell介绍了多篇关键综述与研究报道……

　　生物通报道：“Cell Press Selections”是由Cell出版社推出的一份推荐文章集合手册，主要介绍某个生命科学研究领域最新的进展及突出成果。相关特辑内容包括研究论文，评论性文章以及snapshots，涉及了同一领域的方方面面，更为重要的是这些文章由赞助商赞助，可以免费获取。

作为新一代基因组编辑技术先锋，CRISPR炙手可热，这种最初被微生物学家用以了解细菌免疫力的技术方法在过去的5年里，研究人员已经转而将CRISPR/Cas9发展为生物学研究的有力工具。CRISPR/Cas9基因组编辑系统，已经加速了科学研究，并提高了研究人员产生遗传模型的能力。

自2014年CRISPR技术应用备受关注以来，目前已经有超过1200篇相关的文章发布，全球许多实验室都在利用CRISPR/Cas9基因组编辑系统分析各自的问题，从小鼠到蚊子，CRISPR技术为基因组学研究领域带来了一阵旋风，取得了几年前我们都不敢想象的成果。

在最新特辑：“CRISPR：The Next Generation”介绍了多篇综述与研究报道，其中包括：

Harnessing CRISPR–Cas systems for bacterial genome editing

随着近几十年来全基因组测序常规化，在很多的细菌和古细菌中发现了包含CRISPR序列的区域和CRISPR相关(Cas)基因。发现这些短独特序列能与病毒或质粒DNA序列相匹配，表明CRISPR–Cas系统能够编码“适应性”免疫系统，提供特异防御对抗入侵者。随后的遗传和生物化学实验证实了这一猜测，表明CRISPR–Cas允许检测和防止移动遗传元件。

在1987年的一篇论文中，日本大阪大学的研究人员报告了一项表面上微不足道的研究发现。他们在调查一种编码碱性磷酸酶的细菌基因序列时，发现了邻近的一个不同寻常的DNA片段，这一DNA片段中间是一段短直接重复核苷酸序列，两侧为短特异片段。他们当时指出“这些序列的生物学意义尚不清楚”。在几乎过去快30年后，这一最初看起来不起眼的研究发现，现在为简易操控大量生物体的基因组打开了大门。

Choosing the Right Tool for the Job: RNAi, TALEN, or CRISPR

研究基因功能最常见的方法是，减少或者阻断基因表达，然后进行表型分析。十多年来，RNAi一直是这一领域的王者，然而新兴技术的涌现（尤其是CRISPR技术）正在逐渐瓦解RNAi的统治地位。日新月异的技术发展为生物学研究提供了越来越大的助力，也给研究者们带来了一个有些纠结的问题，“到底应该选择那一种技术呢”。

1998年Andrew Fire 和Craig Mello两位科学家首次在线虫中证明了RNAi的存在，他们也因此获得了诺贝尔生理/医学奖。2001年马普研究所的科学家们又在哺乳动物中发现了RNAi特异性沉默机制。这一技术随即成为了反向遗传学的重要工具，被视为靶向任何基因的“神奇子弹”。虽然RNAi是一种普遍采用的简单技术，但它属于基因下调（Knockdown）方法，不能完全去除基因的功能。生物通 www.ebiotrade.com

真正帮助人们实现完全功能缺失的是锌指酶ZFN和TALEN（transcription activator-like effector nucleases）。这些技术使用了可以识别特定DNA序列的DNA结合结构域（DBD），融合了核酸酶的DBD可以向目的基因引入双链断裂（DSB）和突变，最终敲除基因。不过，ZFN和TALEN的光芒很快就被后起之秀CRISPR/Cas所掩盖。生物通 www.ebiotrade.com

CRISPR/Cas原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在它已经成为了基因组编辑的强大工具。风头正劲的CRISPR/Cas不仅操作简便，而且还有着很强的可扩展性，被广泛应用到各种生物中，催生了大量的研究成果。根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I类系统、II类系统和III类系统。目前使用最为广泛的是酿脓链球菌的II型CRISPR/Cas9，它已经被成功用于编辑人类基因组。

CRISPR、RNAi、TALEN一张图教你做出正确选择

Mouse Genome Engineering via CRISPR-Cas9 for Study of Immune Function

基因修饰小鼠的应用为阐述免疫系统构成和功能提供了巨大帮助，在过去三十年中，应用同源重组技术进行胚胎干细胞基因打靶成为构建基因修饰小鼠的主要手段，但这种方法存在诸多缺陷，因此又发展了如TALEN以及CRISPR-Cas9等新技术。

相比于ZFN和TALEN技术的操作复杂性，cas9只需依靠人工合成的sgRNA即可发挥作用，因此CRISPR-Cas9技术正快速成为基因打靶的主要方法。Douglas R.Green提到，虽然应用CRISPR-Cas9需要基因组序列中存在PAM序列可能被视作该技术应用的限制条件，但目前已发现cas9 PAM序列在基因组中平均每十个核苷酸就会出现一次，再加上在更多物种中发现的不同CRISPR-Cas均已被开发为基因修饰工具，该系统可得到更加广泛的应用。

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Cell最新总结CRISPR重要综述与研究成果