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2017-08-13 12:02:48诺禾致源

自从CRISPR/Cas9技术问世以来，基因编辑越来越成为科研中的重要手段，基因编辑是对基因组进行定点修饰的一项新技术，利用基因编辑技术可以精确的定位到基因组的某一位点上，在该位点剪断靶标DNA片段，插入或敲除或定点修改基因片段。稳定、高效的基因编辑服务对于研究来说至关重要。

目前的基因编辑技术主要有：人工核酸酶介导的锌指核酸酶技术(zinc-finger nucleases, ZNF)、转录激活因子样效应物核酸酶技术(transcription activator-like effector nucleases, TALEN)、以及RNA引导的CRISPR/Cas9核酸酶技术(CRISPR/Cas9)。而CRISPR/Cas9作为最新的基因编辑技术，与ZNF技术和TALEN技术相比，构建更容易、细胞毒性更小、效率更高，是现在主流的基因编辑技术。

图1 不同的基因编辑技术原理示意图^[1]

CRISPR/Cas9

CRISPR系统最早是在原核生物中，作为原核生物的免疫系统被发现。CRISPR是成簇的规律间隔的短回文重复序列，在细菌和古生菌基因组中充当防御外源遗传物质的“基因武器”，它可以识别出外源DNA，并将它们切断、沉默外源基因的表达，正是由于这种精确的靶向功能，CRISPR/Cas系统被开发成了高效的基因编辑工具。

基因编辑工具CRISPR系统由Cas9核酸内切酶与sgRNA构成。转录的sgRNA折叠成特定的三维结构后与Cas9蛋白形成复合体，知道Cas9核酸内切酶识别特定靶标位点，在PAM序列上游处切割DNA造成双链DNA断裂，并启动DNA损伤修复机制。

图2 CRISPR/Cas9技术原理示意图^[2]

细胞系基因编辑

通过基因编辑，特定的敲除某一基因、或者插入某一基因、或者定点突变使基因失活，可以最直接有效地研究该基因功能以及它对细胞各方面性状的影响。经过基因编辑改造且能够稳定遗传的细胞系是功能基因组学、肿瘤基因组学、及生物工程制药等研究领域重要的研究材料。

图3 细胞系基因编辑技术流程

表1 细胞系基因编辑送样要求及交付周期

植物基因编辑

植物基因编辑可以做到使植物受体既保留原有优良性状，又获得新的优良性状。该技术的广泛应用将大大简化育种、降低遗传变异修复、及修复各类基因研究的工作难度。在植物功能基因组学研究、植物性状改良和转基因幼苗获得的研究中均有突出作用。常见经济作物，诸如粳稻、籼稻、烟草等均已有完善成熟的基因编辑和遗传转化体系。