細(xì)菌一直在與病毒或入侵核酸進(jìn)行斗爭(zhēng)，為此它們演化出了多種防御機(jī)制，CRISPR/Cas適應(yīng)性免疫系統(tǒng)就是其中之一。該系統(tǒng)能在小RNA分子的引導(dǎo)下，靶標(biāo)并沉默入侵者的遺傳物質(zhì)。
發(fā)現(xiàn)CRISPR系統(tǒng)之后不久，人們就開(kāi)始用它來(lái)進(jìn)行特異性的基因編輯。這種基因編輯技術(shù)更容易操作擴(kuò)展性也更強(qiáng)，因此迅速成為了生物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的新寵兒。2015年基因組編輯熱潮在持續(xù)發(fā)酵，CRISPR/Cas9仍舊是zui引人注目的話題之一，相關(guān)論文被大量下載和引用。
科學(xué)家們已經(jīng)成功用CRISPR/Cas系統(tǒng)在小鼠受精卵中直接進(jìn)行基因組編輯，這種技術(shù)可以快速、方便而且有效的一步生成基因敲除的小鼠。不過(guò)，在小鼠受精卵中通過(guò)CRISPR/Cas介導(dǎo)的基因組編輯進(jìn)行基因敲入或靶向基因盒插入，仍舊是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
研究人員利用改良后的CRISPR/Cas系統(tǒng)，成功在小鼠受精卵的基因組中定向插入了包含EGFP的長(zhǎng)基因盒。研究顯示，這一系統(tǒng)的長(zhǎng)基因盒插入效率高達(dá)50%。
過(guò)去人們?cè)谶M(jìn)行CRISPR/Cas基因組編輯的時(shí)候，通常采用由Cas9 mRNA和sgRNA組成的兩組分體系。為了再現(xiàn)CRISPR/Cas系統(tǒng)的天然狀態(tài)，研究人員建立了三組分的體系，包括Cas9蛋白、CRISPR RNA和反式激活crRNA。研究表明，改良的CRISPR/Cas可以獲得*的效率，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便而準(zhǔn)確的基因修飾，并且成功延續(xù)到了下一代。
研究人員指出，經(jīng)過(guò)改良的CRISPR/Cas系統(tǒng)適合多種應(yīng)用，包括建立人源化小鼠模擬遺傳疾病、藥物代謝、免疫疾病和感染性疾病。除此之外，準(zhǔn)確地靶向性插入可以幫助人們提高基因治療在臨床上的安全性。人們還可以利用這種CRISPR/Cas系統(tǒng)，培育擁有優(yōu)良性狀的牲畜、魚、植物和微生物。
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