四川農(nóng)大最新綜述介紹CRISPR/Cas系統(tǒng)的研究進(jìn)展

四川農(nóng)大最新綜述介紹CRISPR/Cas系統(tǒng)的研究進(jìn)展

2016年08月27日訊 廣泛存在于細(xì)菌和古細(xì)菌中的CRISPR/Cas系統(tǒng)是通過介導(dǎo)外源DNA降解來實(shí)現(xiàn)抵抗病毒和外源DNA入侵的一種適應(yīng)性免疫保護(hù)機(jī)制，也是新近發(fā)展起來的基因組定點(diǎn)編輯技術(shù)。近期來自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院等處的研究人員從基本結(jié)構(gòu)、作用機(jī)制、分類、運(yùn)用等方面詳細(xì)地介紹了CRISPR/Cas系統(tǒng)，并分析了該技術(shù)在畜禽遺傳改良中的運(yùn)用前景。

運(yùn)用基因敲除、 過表達(dá)、 誘變等手段對(duì)基因組特定位點(diǎn)進(jìn)行修飾是研究基因生物學(xué)功能、 治療人類遺傳性疾病、 改變生物遺傳性狀的重要手段。與將目的基因隨機(jī)導(dǎo)入、 整合到基因組， 或利用同源重組介導(dǎo)的打靶方式敲除目的基因而得到轉(zhuǎn)基因機(jī)體的傳統(tǒng)基因組編輯技術(shù)相比， 近幾年迅速發(fā)展起來的人工核酸酶介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)則具有編輯效率高、 精確度高、 成本低廉、 易于操作等優(yōu)點(diǎn) 。它是以一類可識(shí)別特定序列的核酸酶在 DNA上切割形成雙鏈DNA斷 裂（ DNA double stranded break， DSB） ，之后借助細(xì)胞自身的修復(fù)系統(tǒng)， 如非同源末端鏈接 （ non-homologous end joining， NHＲJ） 或同源重組 （ homology directed repair，HDＲ） 修復(fù) DNA 斷裂，并對(duì) DNA 斷點(diǎn)附近的序列進(jìn)行編輯，從而在不同生物或細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)有效的基因定點(diǎn)編輯的新型技術(shù)。

CRISPR/Cas 系統(tǒng)是細(xì)菌及古細(xì)菌中的一種適應(yīng)性免疫保護(hù)機(jī)制。這一系統(tǒng)可通過介導(dǎo)外源 DNA 降解實(shí)現(xiàn)抵抗病毒和外源DNA 入侵。同時(shí)，作為應(yīng)用潛力最大的基因定點(diǎn)編輯方法，CRISPR/Cas 系統(tǒng)在人源細(xì)胞染色體修飾上的成功應(yīng)用更是極大地簡(jiǎn)化了當(dāng)前的基因組編輯技術(shù)，該技術(shù)在 2013 年被 Science 雜志評(píng)為年度十大突破技術(shù)之首。

這篇文章介紹了多個(gè)CRISPR/Cas 系統(tǒng)，并且從CRISPR/Cas 系統(tǒng)的應(yīng)用及其在畜禽遺傳改良中的運(yùn)用前景方面進(jìn)行了綜述，作者指出，發(fā)現(xiàn)廣泛存在于細(xì)菌、 古細(xì)菌的CRISPR/Cas 系統(tǒng)是目前炙手可熱的新型基因組定點(diǎn)修飾技術(shù)。雖然目前其很多作用機(jī)制還不完全明晰， 運(yùn)用也大多局限在細(xì)胞水平， 但相比較于傳統(tǒng)的基因組編輯技術(shù)， ZFN、TALEN 和 CRISPR/Cas 系統(tǒng)具有諸多的優(yōu)勢(shì)， 如基因編輯效率高且構(gòu)建方法簡(jiǎn)單、 可實(shí)現(xiàn)多基因打靶且成本偏低等。

CRISPR/Cas 系統(tǒng)的出現(xiàn)極大地推進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展， 其在基因功能研究、 基因治療、 人類疾病模式動(dòng)物的構(gòu)建及畜禽遺傳改良方面的運(yùn)用值得深入研究，未來研究成果依然值得我們期待。

現(xiàn)階段,crispr/cas技術(shù)的利用方式不包括對(duì)基因的()。

現(xiàn)階段,crispr/cas技術(shù)的利用方式不包括對(duì)基因的替換。

CRISPR簡(jiǎn)介：

CRISPR（/'kr?sp?r/，Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）是原核生物基因組內(nèi)的一段重復(fù)序列，是生命進(jìn)化歷史上，細(xì)菌和病毒進(jìn)行斗爭(zhēng)產(chǎn)生的免疫武器，

簡(jiǎn)單說就是病毒能把自己的基因整合到細(xì)菌，利用細(xì)菌的細(xì)胞工具為自己的基因復(fù)制服務(wù)，細(xì)菌為了將病毒的外來入侵基因清除，進(jìn)化出CRISPR-Cas9系統(tǒng)，利用這個(gè)系統(tǒng)，細(xì)菌可以不動(dòng)聲色地把病毒基因從自己的基因組上切除，

這是細(xì)菌特有的免疫系統(tǒng)，是古菌和細(xì)菌抵抗病毒等外源遺傳物質(zhì)入侵的一種獲得性免疫系統(tǒng)。

微生物學(xué)家掌握了細(xì)菌擁有多種切除外來病毒基因的免疫功能，其中比較典型的模式是依靠一個(gè)復(fù)合物，該復(fù)合物能在一段RNA指導(dǎo)下，定向?qū)ふ夷繕?biāo)DNA序列，然后將該序列進(jìn)行切除。

許多細(xì)菌免疫復(fù)合物都相對(duì)復(fù)雜，其中科學(xué)家掌握了對(duì)一種蛋白Cas的操作技術(shù)，并先后對(duì)多種目標(biāo)細(xì)胞DNA進(jìn)行切除。這種技術(shù)被稱為CRISPR/Cas基因編輯系統(tǒng)，迅速成為生命科學(xué)最熱門的技術(shù)。該技術(shù)具有非常精準(zhǔn)、廉價(jià)、易于使用，并且非常強(qiáng)大的特點(diǎn)。

CRISPR/CAS在研究基因功能中的應(yīng)用是怎樣的

運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。

轉(zhuǎn)基因魚
生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚（中國(guó)）。
轉(zhuǎn)基因牛
乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛（阿根廷）。
轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒
轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄
轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯
不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆
超級(jí)動(dòng)物
導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠
特殊動(dòng)物
導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠
抗蟲棉
蘇云金芽胞桿菌可合成毒蛋白殺死棉鈴蟲，把這部分基因?qū)朊藁ǖ碾x體細(xì)胞中，再組織培養(yǎng)就可獲得抗蟲 棉。

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