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CRISPR 到底是怎样的一种技术
2015年10月30日 分子技术 暂无评论 ⁄ 被围观 691+

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作者:林宇翔
链接:http://www.zhihu.com/question/22356523/answer/21108527
来源:知乎

  • CRISPR ; 规律成簇的间隔短回文重复(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats),是大多数细菌及古细菌中的一种天然免疫方式。
    现在使用的CRISPR/cas 9系统是由最简单的type II CRISPR改造而来,该系统由单链的guide RNA和有核酸内切酶活性的Cas 9蛋白构成。下图解释其机理:(RE C, SCIE E O F, SOU E. The CRISPR craze[J]. 2013.)
  • 有什么用?
    通过cas9蛋白形成DNA双链的断裂,而细胞通过NHEJ的修复会造成INDEL效应(insertion and deletion),进而造成基因的移码突变而达到基因敲除的目的。此外,还可以通过同源重组等方式达到对基因精确编辑的目的。其实,在此之前已经发展了多种基因的编辑工具,如:ZFN,TALEN等,并且也已经得到广泛应用。CRISPR则相对较为简单,廉价,高效,而且可以多处打靶。下图解释了几种基因编辑方式:
    (Pauwels K, Podevin N, Breyer D, et al. Engineering nucleases for gene targeting: safety and regulatory considerations[J]. New biotechnology, 2013.)此外,在内切酶活性失活的cas9蛋白后加入KRAB/VP64等effector形成融合蛋白,可对下游基因其调控作用,如下图所示:

    (Gilbert L A, Larson M H, Morsut L, et al. CRISPR-mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes[J]. Cell, 2013, 154(2): 442-451.)
  • 怎么用?
    这一点就应该要看是出于什么目的了,如果是对于细胞的编辑可通过导入编码guide RNA和Cas 9的质粒;若是做动物模型一般则是显微注射RNA。addgene上有现在个实验室开发出来的载体:Addgene: CRISPR/Cas Plasmids for Genome Editing至于怎么用于基因治疗,我就不是很清楚,这部分还是由大神来答吧。
    基因治疗可参考这个问题:
    能否利用 DNA 的重新编程治疗遗传病或解决人类进化过程中的缺陷?
  • 意义
    CRISPR可谓是2013年生物界的焦点,这项技术相对与ZFN,TALEN等基因打靶技术可以说是简便,经济得多,一般的实验室都可以构建自己的平台。如果要应用于临床治疗中,其脱靶效应应该是最应该解决的问题。

感谢知乎:林宇翔生信汪



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