crispr_cas9系统在基因表达调控中的应用_魏泽辉

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1、畜牧兽医学报２０１４，４５（９）：１３８７－１３９２ＡｃｔａＶｅｔｅｒｉｎａｒｉａｅｔＺｏｏｔｅｃｈｎｉｃａＳｉｎｉｃａｄｏｉ：１０．１１８４３／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６６－６９６４．２０１４．０９．００１ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９系统在基因表达调控中的应用魏泽辉，贾存灵，张智英＊（西北农林科技大学，杨凌７１２１００）摘要：ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９系统是２０１２年发展起来由ＲＮＡ导向的基因组编辑技术。相比ＺＦＮ和ＴＡＬＥＮｓ技术，ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９系统具有类似的打靶效率，且更易于操作。通过将核酸酶Ｃａｓ９蛋白Ｄ１０Ａ和Ｈ８４０Ａ位点突变，可以获得失去切割活性的ｄＣａｓ９蛋白。借

2、助导向ＲＮＡ将ｄＣａｓ９与ＤＮＡ特定位点结合的作用，可以实现抑制或激活基因转录，从而达到对特定基因表达进行调控的目的。本文主要从作用原理、影响因素等方面综述了ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９系统在基因调控中的应用，以期为相关研究提供参考。关键词：ＣＲＩＳＰＲ；ｄＣａｓ９；转录抑制；转录激活中图分类号：Ｓ８１３．３文献标志码：Ａ文章编号：０３６６－６９６４（２０１４）０９－１３８７－０６ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９ＳｙｓｔｅｍｆｏｒＧｅｎｅＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ＊ＷＥＩＺｅ－ｈｕｉ，ＪＩＡＣｕｎ－ｌｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｙｉｎｇ（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖ

3、ｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９ｓｙｓｔｅｍｉｓｏｎｅｏｆｇｅｎｏｍｅｅｄｉｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎ２０１２．Ｃｏｍ－ｐａｒｅｄｗｉｔｈＴＡＬＥＮｓａｎｄＺＦＮｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９ｓｙｓｔｅｍｈａｓｓｉｍｉｌａｒｇｅｎｅｅｄｉｔｉｎｇｅｆｆｉ－ｃｉｅｎｃｙｂｕｔｉｓｅａｓｉｌｙｍａｎｉｐｕｌａｔｅｄ．ＴｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｄＣａｓ９ｐｒｏｔｅｉｎｗｉｔｈｏｕｔｅｎｄｏｎｕｃｌｅａｓｅｃａｔａｌｙｔｉｃａｃ－ｔｉｖｉｔｙｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ

4、ｍｕｔａｔｉｎｇＤ１０ＡａｎｄＨ８４０ＡｓｉｔｅｓｏｆＣａｓ９ｐｒｏｔｅｉｎ．ＴｈｅｄＣａｓ９ｇｕｉｄｅｄｂｙｇＲＮＡｃａｎｂｅｔａｒｇｅｔｅｄｔｏｓｐｅｃｉｆｉｃＤＮＡｓｉｔｅｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｓｏｆｅｉｔｈｅｒｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｏｒａｃｔｉｖａｔｉｎｇｇｅｎｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９ｓｙｓｔｅｍｉｎｇｅｎｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｓｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｆｆｅｃｔｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｏｎ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒ

5、ｅｎｃｅｆｏｒｒｅｌａｔｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＲＩＳＰＲ；ｄＣａｓ９；ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｒｅｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ［２］在细胞生长、分化、发育、增殖、衰老和凋亡等重重要领域。过去的研究中，ＴｅｔＲ、ＬａｃＩ和ＬｅｘＡ要过程中，都需要极其精密和有序的调控方式，从而等主要来自细菌中自然存在的ＤＮＡ结合域（ＤＮＡ－［１］保证各种基因在时间和空间上的正确表达。在特ｂｉｎｄｉｎｇｄｏｍａｉｎ，ＤＢＤｓ）已作为募集影响因子（主要定的时间和空间条件下，基因的选择性表达使细胞为激活因子和抑制因子）的结构域被用来调控基因

6、［３］的形态结构和生理功能产生差异，并完成细胞分化表达。而近年来发展起来的人工合成的ＤＢＤｓ，和生物体的个体发育。基因的激活或抑制，以及基如ＺＦｓ（Ｚｉｎｃｆｉｎｇｅｒｓ）或ＴＡＬＥｓ（Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌａｃ－因表达量的多少都影响着细胞的功能和生命体的健ｔｉｖａｔｏｒ－ｌｉｋｅｅｆｆｅｃｔｏｒｓ）是精确调控靶基因表达研究康。因此，基于重组ＤＮＡ技术来精确调控靶基因，的主要技术，但是这些技术耗时、耗力，并且对实验［４－６］使之能够准确、持续并且适时、适量地表达，是进行室的技术要求也比较高。ＣＲＩＳＰＲ／Ｃａｓ９（Ｃｌｕｓ－基因功能研究以及转基因动物、基因治疗等研

7、究的ｔｅｒｅｄ，ｒｅｇｕｌａｒｌｙｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄ，ｓｈｏｒｔｐａｌｉｎｄｒｏｍｉｃｒｅ－收稿日期：２０１４－０３－１８基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｕ１０３６６０４；３１１７２１８６）作者简介：魏泽辉（１９７４－），男，蒙古族，辽宁朝阳人，副教授，博士，主要从事动物遗传育种与繁殖研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｚｅｈｕｉ７８４８＠１６３．ｃｏｍ＊通信作者：张智英，主要从事动物遗传学研究，Ｔｅｌ：０２９－８７０９２１０２，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｚｈｙ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ１３８８畜牧兽医学报４５卷ｐｅａｔ／ＣＲＩ