Natureasia聚焦：CRISPR/Cas研究进展Top20

CRISPR/Cas系统是目前发现存在于大多数细菌与所有的古菌中的一种后天免疫系统，其以消灭外来的质体或者噬菌体并在自身基因组中留下外来基因片段作为“记忆”。

CRISPR/Cas系统全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins)。目前已发现三种不同类型的 CRISPR/Cas系统，存在于大约40%和90%已测序的细菌和古菌中。其中第二型的组成较为简单，以Cas9蛋白>以及向导RNA(gRNA)为核心的组成。

由于其对DNA干扰(DNAi)的特性，目前被积极地应用于遗传工程中，作为基因体剪辑工具，与锌指核酸酶(ZFN)及类转录活化因子核酸酶(TALEN)同样利用非同源性末端接合(NHEJ)的机制，于基因体中产生去氧核糖核酸的双股断裂以利剪辑。二型CRISPR/Cas并经由遗传工程的改造应用于哺乳类细胞及斑马鱼的基因体剪辑。其设计简单以及操作容易的特性为最大的优点，未来将可应用在各种不同的模式生物当中

我们今天称为CRISPR的基因组重复丛集，即原核生物拟核DNA链中的丛生重复序列，在1987关于E. coli的一份研究报告中被首次描述。2000年，相似的重复序列在其它真细菌和古细菌中被发现并被命名为短间隔重复序列（Short Regularly Spaced Repeats，SRSR）。2002年SRSR被重命名为CRISPR。其中一部分基因编码的蛋白为核酸酶和解旋酶，这些关联蛋白（CAS， CRISPR-associated proteins）与CRISPR组成了CRISPR/CAS系统。

由于CRISPR/Cas技术作为一种最新涌现的基因组编辑工具，能够完成RNA导向的DNA识别及编辑，为构建更高效的基因定点修饰技术提供了全新的平台，受到众多科学家的追捧。

CRISPR-Cas技术是继锌指核酸酶（ZFN）、ES 细胞打靶和 TALEN 等技术后可用于定点构建基因敲除大、小鼠动物的第四种方法，且有效率高、速度快、生殖系转移能力强及简单经济的特点，在动物模型构建的应用前景将非常广阔。因此本文是笔者对CRISPR/Cas的最新研究进展的汇总盘点。