肿瘤病毒——CRISPR

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1、肿瘤病毒——CRISPR/CAS（——一种许多人相信能获得诺贝尔奖的基因编辑新方法）基因组编辑技术依靠使用工程核酸酶，来诱导细胞DNA修复机制，并在不同系统引入可编程的、位点特异性的遗传修饰。这些可编程的核酸内切酶包括锌指核酸酶（ZFNs）、转录激活因子样效应核酸酶（TALENs），以及最近开发的CRISPR/Cas9系统。CRISPR/Cas9系统采用短的、单向导RNA（sgRNA），识别靶DNA。与ZFN和TALEN相比，RNA引导的CRISPR/Cas9系统因其灵活、稳健的优势，已被用于不同物种的基因组编辑，包括模式

2、生物、以及农作物和对农业非常重要的动物。基因组编辑工具锌指核酸酶（ZFN）、转录激活样效应物核酸酶（TALEN）和CRISPR/Cas9已被发展用以产生位点特异性的DNA双链断裂（DSBs），可触发内源性非同源末端连接（NHEJ）DNA修复途径，以诱导许多物种（包括斑马鱼）中靶基因的插入缺失突变。转录激活子样效应因子核酸酶（TALEN）是一种可编程的核酸酶，其包含一个FokI核酸酶结构域和DNA结合域。TALEN可诱导基因组中一个精确的、定义的位置的双链断裂（DSB），从而在DSBs被非同源末端连接（NHEJ）修复错误时导

3、致不可预料的基因突变。TALEN可用于结合专门设计的外源供体DNA，来产生大规模的缺失、基因中断、DNA增加或单个核苷酸变化。有众多关于“TALEN介导的基因敲除”的例子报道，但成功的敲入（knockins）是罕见的。西北农林科技大学的研究人员在《PNAS》杂志上发表题为“TALEnickase-mediatedSP110knockinendowscattlewithincreasedresistancetotuberculosis”的学术论文。研究人员把小鼠基因SP110通过一种称为转录激活样效应因子核酸酶调控的基因组修

4、饰方法，插入到牛的基因组中，得到了一种转基因牛，它表现出了对牛结核菌感染的抗性，牛结核菌是造成动物与人结核病的一种细菌。苏州大学王晗课题组在国际著名学术期刊《JournalofBiologicalChemistry》发表了题为“ThezebrafishPeriod2proteinpositivelyregulatesthecircadianclockthroughmediationofRAR-relatedorphanreceptoralpha(Rorα)”。他们用利用TALEN技术，成功制备了两种斑马鱼per2无效突变体

5、，阐明了Per2在斑马鱼生物钟中的基本功能，并为PER2在脊椎动物昼夜节律系统中的积极作用，提供了关键的证据。武汉大学郭德银教授：用CRISPR/Cas9攻克艾滋病《ScientificReports》杂志发表了题为“GenomeeditingofCXCR4byCRISPR/cas9conferscellsresistanttoHIV-1infection”的论文，他们在新研究中证实，借助于CRISPR/cas9对CXCR4进行基因组编辑可赋予细胞对HIV-1感染的抵抗力。中国学者Nature子刊：一种高效安全的新型RNA

6、i载体2015年10月12日刊NatureCommunications在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所国家蛋白质科学中心（上海）吴立刚研究组的最新研究成果“Ribozyme-enhancedsingle-strandedAgo2-processedinterferingRNAtriggersefficientgenesilencingwithfeweroff-targeteffects”，该成果发明了一种较传统shRNA（shorthairpinRNA）更为安全的高效RNA干扰（RNAi）载

7、体——saiRNA。RNAi是由siRNA介导的特异性降解具有互补序列的RNA，从而在转录后水平沉默靶基因表达的现象。RNAi在真核生物进化中高度保守，目前已被广泛应用于基因功能的研究，并可开发成为小核酸药物直接用于疾病治疗，近期已有几十种siRNA药物进入一期或二期临床试验，有望成为续小分子化合物和蛋白质（抗体）药物后的另一类新型的药物，具有很大的应用潜力。RNAi发挥基因沉默功能的核心成分是RISC复合物，主要由外源提供的siRNA与细胞内的Ago家族蛋白质组装形成。在哺乳动物中，外源siRNA主要通过两种方式获得：一

8、种是通过化学方法直接合成双链siRNA分子，通过转染进入细胞质内与Ago蛋白结合并沉默靶基因。但化学合成siRNA的成本较高，在细胞或动物体内容易被代谢（如核酸酶）清除，作用持续时间较短，且一些类型的原代细胞难以被高效转染，因此在应用上具有一定的局限性。另一种获得siRNA的方式是通过DNA载体，利用细