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基因编辑 (Gene Editing)

简介：

CRISPR/Cas（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/Cas）系统是目前被广泛运用的基因编辑系统，其原理是由CRISPR转录产生的gRNA介导Cas核酸酶靶向目标序列，对序列进行切割。

图1 CRISPR/Cas9基因编辑示意图 (图源：Wellcome Trust SangerInstitute, Sanger)

CRISPR/Cas基因敲除

CRISPR/Cas9系统中sgRNA(small guide RNA)识别并结合目标基因的靶向序列，引导Cas9对结合位点进行剪切，产生DNA双链断裂（double-strand break, DSB），机体自身通过非同源重组（non-homologous end joining，NHEJ）的方式修复DSB，参与修复的蛋白经常会在DNA末端插入或删除几个碱基，修复后的基因由于产生突变而导致功能丧失，从而实现机体内的基因敲除。

应用：基因敲除细胞系建立、基因敲除建立动物疾病模型。

技术优势：相较于在mRNA水平“敲低”目的基因的RNAi而言，CRISPR/Cas9系统造成基因序列的缺失，从而能完全沉默（即敲除）目的基因。

CRISPR/Cas基因敲入

CRISPR/Cas9系统中sgRNA(small guide RNA)识别并结合目标基因的靶向序列，引导Cas9对结合位点进行剪切，产生DNA双链断裂（double-strand break, DSB），通过细胞内的同源重组（homologous recombination，HR）修复方式，将外源供体DNA定点导入至基因组的靶位点中，从而实现基因敲入。

应用：基因片段敲入细胞系建立、基因单碱基突变细胞系建立、基因敲入建立动物疾病模型。

技术优势： 操作简易、效率高、具有广谱性且提供BSL-1和BSL-2病毒注射及实验操作平台。