基因沉默技术-RNAi、TALEN、CRISPR/Cas
研究基因功能最常见的方法是，减少、阻断或增加基因表达，然后进行表型分析。在阻断基因表达方面，数十年来RNAi一直是这一领域的王者，然而CRISPR等技术新兴技术的涌现正在逐渐减弱RNAi的统治地位。今天为大家分享几种基因沉默技术：RNAi、TALEN和CRISPR/Cas。
一、RNAi技术
RNA干扰（RNA interference, RNAi）是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。RNAi是在研究秀丽新小杆线虫（C. elegans）反义RNA（antisense RNA）的过程中发现的，2006年，安德鲁·法厄与克雷格·梅洛（Craig C. Mello）由于在RNAi机制研究中的贡献获得诺贝尔生理及医学奖。这一技术随即成为了反向遗传学的重要工具，被视为靶向任何基因的“神奇子弹”。虽然RNAi是一种普遍采用的简单技术，但它属于基因下调（Knockdown）方法，不能完全去除基因的功能。
二、TALEN技术
TAL效应因子（TAL effector, TALE）最初是在一种名为黄单胞菌（Xanthomonas sp.）的植物病原体中作为一种细菌感染植物的侵袭策略而被发现的。由于TALE具有序列特异性结合能力，研究者通过将FokI核酸酶与一段人造TALE连接起来，形成了一类具有特异性基因组编辑功能的强大工具，即TALEN。它能够通过 DNA识别模块将TALEN元件靶向特异性的DNA位点并结合，然后在FokI核酸酶的作用 下完成特定位点的剪切，并借助于细胞内固有 的同源定向修复（HDR）或非同源末端连接 途径（NHEJ）修复过程完成特定序列的插入 （或倒置）、删失及基因融合。不过，ZFN和TALEN的光芒很快就被后起之秀CRISPR/Cas所掩盖。
三、CRISPR/Cas技术
CRISPR/Cas系统是一种原核生物的免疫系统，用来抵抗外源遗传物质的入侵，比如噬菌体病毒和外源质粒。同时，它为细菌提供了获得性免疫：这与哺乳动物的二次免疫类似，当细菌遭受病毒或者外源质粒入侵时，会产生相应的“记忆”，从而可以抵抗它们的再次入侵。CRISPR/Cas系统可以识别出外源DNA，并将它们切断，沉默外源基因的表达。这与真核生物中RNA干扰（RNAi)的原理是相似的。正是由于这种精确的靶向功能，CRISPR/Cas系统被开发成一种高效的基因编辑工具。根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I类系统、II类系统和III类系统。目前使用最为广泛的是酿脓链球菌的II型CRISPR/Cas9，它已经被成功用于编辑人类基因组。
日新月异的技术发展为生物学研究提供了越来越大的助力，也给研究者们带来了一个有些纠结的问题，“到底应该选择那一种技术呢”。下面就来对比一下：
此外，Molecular Cell杂志于2015年推出了技术特刊，介绍了生物学领域近年来出现的新兴技术。其中一篇文章对RNAi、TALEN和CRISPR这三大工具的核心技术进行了全面比较，并且为基因功能研究提供了一份实用指南。研究者们可以根据自己的需要，简单直观的找到最适合自己的技术。
参考文献：Boettcher M, McManus M T. Choosing the right tool for the job: RNAi, TALEN, or CRISPR[J]. Molecular cell, 2015, 58(4): 575-585.
