基因编辑技术
基因编辑技术
·基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术，可以精确地定 位到基因组的某一位点上，在这位点上剪断靶标DA片段并插入新的基因片段。 此过程既模拟了基因的自然突变，又修改并编辑了原有的基因组，真正达成了 “编辑基因”。 ·目前主要有3种基因编辑技术，分别为： a)人工核酸酶介导的锌指核酸酶(zinc-finger nucleases,ZFN)技术； b)转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)技术； c)RNA引导的CRISPR-Cas核酸酶技术(clustered regulatory interspaced short pal indromic repeat/Cas-based RNA-guided DNA endonucleases,CRISPR/Cas )
• 基因编辑是指对基因组进行定点修饰的一项新技术。利用该技术，可以精确地定 位到基因组的某一位点上， 在这位点上剪断靶标 DNA 片段并插入新的基因片段。 此过程既模拟了基因的自然突变， 又修改并编辑了原有的基因组， 真正达成了 “编辑基因” 。 • 目前主要有 3 种基因编辑技术， 分别为： a)人工核酸酶介导的锌指核酸酶(zinc-finger nucleases，ZFN)技术； b)转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases，TALEN)技术； c)RNA引导的CRISPR-Cas核酸酶技术(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat/Cas-based RNA-guided DNA endonucleases，CRISPR/Cas )
1.ZFN基因编辑技术 ZFN技术是第一代基因组编辑技术，其功能的实现是基于具有独特的DNA 序列识别的锌指蛋白发展起来的。ZFN由特异性识别序列的锌指蛋白(ZFP) 和Fok丨核酸内切酶组成。其中，由ZFP构成的DNA识别域能识别特异位点 并与之结合，而由Fok丨构成的切割域能执行剪切功能，两者结合可使靶位 点的双链DNA断裂。于是，细胞可以通过同源重组(HR)修复机制和非同源末 端连接(NHEJ)修复机制来修复DNA。HR修复有可能会对靶标位点进行恢复修 饰或者插入修饰，而NHEJ修复极易发生插入突变或缺失突变。两者都可造 成移码突变，因此达到基因敲除的目的
1.ZFN基因编辑技术 ZFN 技术是第一代基因组编辑技术，其功能的实现是基于具有独特的DNA 序列识别的锌指蛋白发展起来的。ZFN由特异性识别序列的锌指蛋白(ZFP) 和 FokⅠ核酸内切酶组成。其中，由ZFP构成的DNA识别域能识别特异位点 并与之结合，而由FokⅠ构成的切割域能执行剪切功能，两者结合可使靶位 点的双链DNA断裂。于是，细胞可以通过同源重组(HR)修复机制和非同源末 端连接(NHEJ)修复机制来修复DNA。HR修复有可能会对靶标位点进行恢复修 饰或者插入修饰，而NHEJ修复极易发生插入突变或缺失突变。两者都可造 成移码突变，因此达到基因敲除的目的
2.TLEN基因编辑技术 TLE(Transcription activator-like effectors):一种源于植物 致病菌Kanthomonas sp..的靶向基因操作技术。TALENs包含两个TALEN蛋白， 每个TALEN都是由TALE array与FokI融合而成。其中一个TALEN靶向正义 链上靶标位点，另一个则靶向反义链上的靶标位点.然后Fk〡形成二聚体， 在靶向序列中间的spacer处切割DA,造成双链DNA断裂，随后细胞启动DNA 损伤修复机制。针对不同的TLEN骨架，其最适宜的spacer长度不同，其长 度范围一般为12-20bP。实验结果表明，TALENs在靶向DNA时，第一个碱基 为T时其结合效果更佳
2.TALEN基因编辑技术 TALE（Transcription activator-like effectors）:一种源于植物 致病菌Xanthomonas sp.的靶向基因操作技术。TALENs包含两个TALEN蛋白, 每个TALEN都是由TALE array与FokⅠ融合而成。其中一个TALEN靶向正义 链上靶标位点,另一个则靶向反义链上的靶标位点. 然后FokⅠ形成二聚体, 在靶向序列中间的spacer处切割DNA, 造成双链DNA断裂,随后细胞启动DNA 损伤修复机制。针对不同的TALEN骨架,其最适宜的spacer长度不同,其长 度范围一般为12-20 bp。实验结果表明,TALENs在靶向DNA时,第一个碱基 为T时其结合效果更佳
3.CRISPR/Cas9基因组编辑技术 CRISPR/Cas系统由Cas9核酸内切酶与sgRA构成。转录的sgRA折叠成特定的 三维结构后与Cas9蛋白形成复合体，指导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。从不同菌种 中分离的CRISPR/Cas系统，其CrRNA(或者是人工构建的SgRNA)靶向序列的长度不 同，PAM序列也可能不同。最新报道，CRISPR-C2c2系统能够根据靶向序列特异地 编辑单链NA
3.CRISPR /Cas9 基因组编辑技术 CRISPR/Cas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,指导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。从不同菌种 中分离的CRISPR/Cas系统,其CrRNA(或者是人工构建的sgRNA)靶向序列的长度不 同,PAM序列也可能不同。最新报道，CRISPR-C2c2系统能够根据靶向序列特异地 编辑单链RNA