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CRISPR-Cas9技術威斯騰生物——科研合作/成果轉化，行業標桿!

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Cas9作用機理

CRISPR/Cas9系統 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/ CRISPR-associate 9)被稱為第三代基因組編輯技術，是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應性免疫防御，可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。由單一蛋白(Cas9)、crRNA和tracrRNA形成的RNA-蛋白復合體能夠對外源性DNA進行識別并生成DNA雙鏈斷裂(double-strand breaks, DSBs)，從而誘發DNA損傷修復機制。該技術能夠利用RNA介導的DNA靶向功能對多種生物基因組的任意區域進行編輯，此系統的工作原理是crRNA（CRISPR-derived RNA）通過堿基配對與tracrRNA（trans-activating RNA）結合形成 tracrRNA/crRNA復合物，此復合物引導核酸酶Cas9蛋白在與crRNA配對的序列靶位點剪切雙鏈DNA。而通過人工設計這兩種RNA，可以改造形成具有引導作用的sgRNA（short guide RNA），足以引導 Cas9 對 DNA 的定點切割。

Cas9優勢

CRISPR/Cas9作為一種新的基因編輯技術，被評為2013年生物學10大突破之一，有著一些無可比擬的優點：首先，CRISPR/Cas9系統的可用位置更多，理論上基因組中每8個堿基就能找到一個可以用CRISPR/Cas9進行編輯的位置，因此可以說這一技術能對任一基因進行操作；其次，CRISPR-Cas9系統更具有可拓展性，可以通過對Cas9蛋白的修飾，讓它不切斷DNA雙鏈，而只是切開單鏈，這樣可以大大降低切開雙鏈后帶來的非同源末端連接造成的染色體變異風險；此外還可以將Cas9蛋白連接其他功能蛋白，來在特定DNA序列上研究這些蛋白對細胞的影響；更為重要的是，CRISPR-Cas9系統的使用極為方便，只需要簡單的幾步就能完成，幾乎任何實驗室都可以開展工作。

Cas9作用領域

由于CRISPR-Cas9系統在真核細胞內特別是人類細胞中也能發揮很好的功能，這顯示出了其巨大的應用潛力。例如在基礎科學研究領域，CRISPR-Cas9系統被用來定點敲除或修飾基因，從而便于研究這些基因的生物學功能；同時CRISPR-Cas9系統的商業化應用潛力也不容小視，例如：在生物治療領域，結合誘導多能干細胞 (Induced pluripotent stem cells, iPSCs)技術，人們可以將通過基因編輯修復的iPS細胞重新分化為正常組織和器官來供病人使用；CRISPR/Cas9技術可用于人類免疫缺陷病毒(HIV)引起的艾滋病、人乳頭瘤病毒(HPV)引起的宮頸癌等病毒性疾病的治療；該技術可用于精準醫療，可對基因組進行精確的編輯，修復受損的基因，敲除致病疾病和病毒；可用于臨床治療HBB基因突變引起的β-地中海貧血；該技術還可用于構建動物疾病模型等。

CRISPR/Cas9系統的出現為基因工程提供了一個強有力的應用新工具，將給基因組定向編輯的研究和應用領域帶來突破性的技術革命，特別是在基因功能解析、人類疾病靶向治療等應用中有巨大的潛力和廣闊的前景。更令人鼓舞的是，CRISPR/Cas9操作簡單、實驗周期短、節約成本，在基因治療、精準醫療和動物模型建立方面的巨大優勢，有著巨大的商業價值和市場空間。

CRISPR/Cas9/基因編輯/整體實驗

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