CRISPR-dCas9系统在基因表达调控中的最新研究进展

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1、第35卷第3期实验室研究与探索Vol．35No．32016年3月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYMar．2016CRISPR-dCas9系统在基因表达调控中的最新研究进展12罗旻，顾华(1．上海市控江中学，上海200093;2．同济大学生命科学与技术学院，上海200092)摘要:CRISPR-Cas9系统自问世以来一直被广泛地应用于基因组编辑技术中，直到人们通过点突变的方式将Cas9的RuvC和HNH剪切结构域失活得到dCas9后，这个系统又有了新的功能———调节基因

2、的表达水平。研究者通过改变gRNA的结构，并与RNA结合蛋白配对，从而招募转录因子以调节基因的转录水平，达到影响基因表达的目的。本文主要讨论了CRISPR-dCas9系统的结构特点、作用原理和目前对调节基因表达的最新研究进展，以期为此领域的研究者提供参考。关键词:CRISPR;dCas9;引导RNA;协同激活因子中图分类号:Q-7文献标志码:A文章编号:1006－7167(2016)03－0020－04TheStateoftheArtofCRISPR-dCas9SystemonRegulatingLev

3、elofGeneExpression12LUOMin，GUHua(1．ShanghaiKongjiangHighSchool，Shanghai200093，China;2．SchoolofLifeScienceandTechnology，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract:CRISPR-Cas9systemhasbeenwidelyconsideredasapromisinggenomeeditingtechnologyinmolecularbi

4、ologyresearch．TheengineereddCas9proteinbyinactivatingRuvCandHNHnucleasedomainsofCas9proteinplaysaroleingeneexpressionregulation．ResearchersmanipulatedthestructuresofgRNAthatcanattractRNAbindingproteinswhichfusetodifferenttranscriptionfactorsforthepurpose

5、ofactivatingorinhibitinggenetranscription．Thispaperreviewedthestructure，function，mechanismandcurrentprogressofCRISPR-dCas9systemingeneexpressionregulation．Keywords:CRISPR;dCas9;gRNA;SAM然这套系统也允许某些对遗传物质守恒有利的外源0引言DNA整合到自己的基因组里，增强自身对外界环境的微生物体持续不断地受到外源DNA的侵染，

6、使得适应性。之前的研究中，CRISPR(clusteredregularly它们不得不建立起一套防御系统来识别外源DNA和interspacedshortpalindromicrepeats)-Cas(CRISPR-“自己”的DNA，并且将外源DNA“驱逐”出基因组，当associated)系统已经被证实能够帮助微生物抵抗病毒与质粒的干扰。CRISPR序列是一个高度多变的DNA序列，常包收稿日期:2015－12－05基金项目:国家自然科学青年基金(81402399)项目资助含一个550bp的leader

7、序列和一系列重复-间隙单位作者简介:罗旻(1998－)，女，湖北宜昌人，高中学生，研究兴趣:(repeat-spacerunits)。重复序列长度在24-48bp，他们生物信息技术。E-mail:luomin_kj@sina．com通常会形成二重对称，因此会形成如发夹结构的二级通信作者:顾华(1974－)，女，江苏吴县人，博士，讲师，研究方结构，但不是回文结构，重复次数最高可达250次。重向:抗肿瘤和自身免疫疾病的生物医药开发。复序列之间被26～72bp间隔序列(spacer)隔开，间E-mail:gu

8、_hua@tongji．edu．cn第3期罗旻，等:CRISPR-dCas9系统在基因表达调控中的最新研究进展21隔序列长度与细菌种类和CRISPR位点有关，间隔序一个沉默RNA，这个沉默RNA就会对外来同源的列能够通过碱基互补配对的方式使外源DNA被降解。DNA起到作用。Cas基因能够编码一个大的且多样化在CRISPR位点附近，存在一系列CRISPR相关基因的蛋白家族，这些蛋白携带核酸酶、解旋酶、聚合酶和［1］(CRISPR-associ