CRISPR/Cas系统最新研究进展

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.02.008

生物技术通报 ›› 2017, Vol. 33 ›› Issue (2): 53-58.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.02.008

CRISPR/Cas系统最新研究进展

刘妮¹, 陆沁¹, 刘娟¹, 陈航^1,2

1. 中国林业科学研究院资源昆虫研究所,昆明 650224;
2. 国家林业局资源昆虫培育与利用重点实验室,昆明 650224

收稿日期:2016-05-13 出版日期:2017-02-26 发布日期:2017-02-08
作者简介:刘妮,女,硕士研究生,研究方向：资源昆虫分子生态与进化;E-mail：liuni0918@163.com
基金资助:
国家林业局948项目（2014-4-66）,云南省科技计划面上项目（2013FB087）

The Latest Research Progress on CRISPR/Cas System

LIU Ni¹, LU Qin¹, LIU Juan¹, CHEN Hang^1,2

1. The Research Institute of Resources Insects,the Chinese Academy of Forestry,Kunming 650224;
2. Key Laboratory of Cultivation and Utilization of Resource Insects,State Forestry Administration,Kunming 650224

Received:2016-05-13 Published:2017-02-26 Online:2017-02-08

摘要/Abstract

摘要： CRISPR/Cas系统为细菌与古细菌中抵御外源病毒和质粒DNA入侵的获得性免疫机制系统。作为一种新型的基因组编辑技术,具有设计简单、特异性强、效率高等优点,为基因组定向改造调控和应用带来了突破性的革命。就CRISPR/Cas系统的研究背景、存在类型以及TypeⅡ和TypeⅢ CRISPR系统的基本作用原理和新的研究突破做了较为详尽的介绍,以便为读者和相关领域的研究者提供参考。

关键词: 基因组编辑技术, CRISPR/Cas系统, Cas9, scRNA

Abstract: The CRISPR/Cas is a system of immune mechanism for bacteria and archaea against exogenous virus and plasmid DNA invasion. As a novel genome editing technology,it possesses the advantages of a simple design,strong specificity,and high efficiency,bringing revolutionary breakthrough for genome directional modification,regulation and application. We introduce the research background,the existence type of the CRISPR/Cas system,and basic action mechanism of Type II and Type III CRISPR system and new research breakthrough in detailed,for providing the reference for readers and researchers in related fields.

Key words: genome editing technology, CRISPR/Cas system, Cas9, scRNA

刘妮, 陆沁, 刘娟, 陈航. CRISPR/Cas系统最新研究进展[J]. 生物技术通报, 2017, 33(2): 53-58.

LIU Ni, LU Qin, LIU Juan, CHEN Hang. The Latest Research Progress on CRISPR/Cas System[J]. Biotechnology Bulletin, 2017, 33(2): 53-58.

参考文献

[1] 谢科, 饶力群. 基因组编辑技术在植物中的研究进展与应用前景[J]. 中国生物工程杂志, 2013, 33（6）：99-104.
[2] Gaj T, Gersbach CA, Barbas CF 3rd. ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering[J]. Trends Biotechnol, 2013, 31（7）：397-405.
[3] Godde JS, Bickerton A. The repetitive DNA elements called CRISPRs and their associated genes：evidence of horizontal transfer among prokaryotes[J]. Mol Evol, 2006, 62：718-729.
[4] Grissa I, Vergnaud G, Pourcel C. The CRISPRdb database and tools to display CRISPRs and to generate dictionaries of spacers and repeats[J]. BMC Bioinformatics, 2007, 8：172.
[5] Mojica FJ, Diez-Villasenor C, Soria E, Juez G. Biological significance of a family of regularly spaced repeats in the genomes of Archaea, Bacteria and mitochondria[J]. Mol Microbiol, 2000, 36：244-246.
[6] Kunin V, Sorek R, Hugenholtz P. Evolutionary conservation of sequence and secondary structures in CRISPR repeats[J]. Genome Biol, 2007, 8：R61.
[7] 常振义, 严维, 刘东风, 等. CRISPR/Cas技术研究进展[J]. 农业生物技术学报, 2015, 23（9）：1196-1206.
[8] 张瑞. 对CRISPR-Cas系统的简单介绍[J]. 农业与技术, 2015, 35（2）：16-17.
[9] Richter H, Randau L, Plagen A. Exploiting CRISPR/Cas：Interference mechanisms and applications[J]. Int J Mol Sci, 2013, 14：14518-14531.
[10] 方锐, 畅飞, 孙照霖, 等. CRISPR/Cas9介导的基因组定点编辑技术[J]. 生物化学与生物物理进展, 2013, 40（8）：691-702.
[11] 刘志国. CRISPR/Cas9系统介导基因组编辑的研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2014, 45（10）：1567-1583.
[12] 郑小梅, 张晓立, 于建东, 等. CRISPR-Cas9介导的基因组编辑技术的研究进展[J]. 生物技术进展, 2015, 5（1）：1-9.
[13] Fu Y, Foden JA, Khayter C, et al. High-frequency off-target mutagenesis induced by CRISPR- Cas nucleases in human cells[J]. Nat Biotechnol, 2013, 31（9）：822-826.
[14] Wieden heft B, Sternberg SH, Doudna JA. RNA-guided genetic silencing systems in bacteria and archaea[J]. Nature, 2012, 482（7385）：331-338.
[15] 翟礼嘉, 郭东姝, 张金喆, 等. CRISPR/Cas系统在植物基因组编辑中的应用[J]. 生命科学, 2015, 27（1）：64-70.
[16] Samai P, Pyenson N, Jiang WY, et al. Co-transcriptional DNA and RNA Cleavage during TypeIII CRISPR-Cas Immunity[J]. Cell, 2015, 161：1164-1174.
[17] Zalatan JG, Lee ME, Almeida R, et al. Engineering complex synthetic transcriptional programs with CRISPR RNA scaffolds[J]. Cell, 2015, 160：339-350.
[18] Ann Ran F, Cong L, Zhang F, et al. In vivo genome editing using Staphylococcus aureus Cas9[J]. Nature, 2015, 520（7546）：186-191.
[19] Nihongak Y, Kawano F, Nakajima T, et al. Photoactivatable CRISPR-Cas9 for optogenetic genome editing[J]. Nature Biotechnology, 2015：1-7.
[20] Heckl D, Kowalczyk MS, Yudovich D, et al. Generation of mouse models of myeloid malignancy with combinatorial genetic lesions using CRISPR-Cas9 genome editing[J]. Nat Biotechnol, 2014, 32（9）：941-946.
[21] Chen SD, Sanjana NE, Zheng KJ, et al. Genome-wide CRISPR screen in a mouse model of tumor growth and metastasis[J]. Cell, 2015, 160：1246-1260.
[22] Ebina H, Misawa N, Kanemura Y, et al. Harnessing the CRISPR/Cas9 system to disrupt latent HIV-1 provirus[J]. Sci Rep, 2013, 3（2510）： 1-7.
[23] 韩英伦, 李庆伟. CRISPR/Cas9基因组编辑技术在HIV-1感染治疗中的应用进展[J]. 遗传, 2016, 38（1）：9-16.
[24] Wang J, Quake S R. RNA-guided endonuclease provides a therapeutic strategy to cure latent herpesviridae infection[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2014, 111（36）：13157-13162.
[25] Ma XL, Zhang QY, Zhu QL, et al. A robust CRISPR/Cas9 system for convenient, high-efficiency multiplex genome editing in monocot and dicot plants[J]. Mol Plant, 2015：8（8）：1274-1284.
[26] Liu Y, Ma S, Wang X, et al. Highiy efficient muitiplex targeted mutagenesis and genomic stucture variation in Bombyx mori cells using CRISPR/Cas9[J]. Insect Biochem Mol Biol, 2014, 49：35-42.
[27] 辛虎虎. CRISPR/Cas9基因敲除技术在家蚕基因功能研究中的应用[D]. 杭州：浙江大学, 2015.
[28] Kistler KE, Vosshall LB, Matthews BJ. Genomeengineering with CRISPR-Cas9 in the mosquito Aedes aegypti[J]. Cell Rep, 2015, 11（1）：51-60.

CRISPR/Cas系统最新研究进展

The Latest Research Progress on CRISPR/Cas System

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	刘佳慧, 刘叶, 花尔并, 王猛. 谷氨酸棒杆菌中胞嘧啶碱基编辑工具的PAM拓展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 49-57.
[2]	陈小玲, 廖东庆, 黄尚飞, 陈英, 芦志龙, 陈东. 利用CRISPR/Cas9系统改造酿酒酵母的研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 148-158.
[3]	杨玉梅, 张坤晓. 应用CRISPR/Cas9技术建立ERK激酶相分离荧光探针定点整合的稳定细胞株[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 159-164.
[4]	施炜涛, 姚春鹏, 魏文康, 王蕾, 房元杰, 仝钰洁, 马晓姣, 蒋文, 张晓爱, 邵伟. 利用CRISPR/Cas9技术构建MDH2敲除细胞株及抗呕吐毒素效应研究[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 307-315.
[5]	张祖霖, 刘方芳, 周青鸟, 赵瑞强, 贺菽嘉, 林文珍. 基于CRISPR/Cas9技术构建与鉴定敲除ACE2基因的Huh7肝癌细胞株[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 181-188.
[6]	刘晓燕, 祝振亮, 史广宇, 华梓宇, 杨晨, 张涌, 刘军. 乳腺生物反应器的表达优化策略[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 77-91.
[7]	程静雯, 曹磊, 张艳敏, 叶倩, 陈敏, 谭文松, 赵亮. CHO细胞多基因工程改造策略的建立及应用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(2): 283-291.
[8]	黄文莉, 李香香, 周炆婷, 罗莎, 姚维嘉, 马杰, 张芬, 沈钰森, 顾宏辉, 王建升, 孙勃. 利用CRISPR/Cas9技术靶向编辑青花菜BoZDS[J]. 生物技术通报, 2023, 39(2): 80-87.
[9]	王兵, 赵会纳, 余婧, 陈杰, 骆梅, 雷波. 利用CRISPR/Cas9系统研究REVOLUTA参与烟草叶芽发育的调控[J]. 生物技术通报, 2023, 39(10): 197-208.
[10]	李双喜, 华进联. 抗猪繁殖与呼吸障碍综合征基因编辑猪研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(10): 50-57.
[11]	林蓉, 郑月萍, 徐雪珍, 李丹丹, 郑志富. 拟南芥ACOL8基因在乙烯合成与响应中的功能分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(1): 157-165.
[12]	高伟欣, 黄火清, 赵晶, 张鑫, 杨宁, 杨浩萌. 应用于基因编辑的核糖核蛋白复合体的构建与活性验证[J]. 生物技术通报, 2022, 38(8): 60-68.
[13]	刘静静, 刘晓蕊, 李琳, 王盈, 杨海元, 戴一凡. 利用CRISPR/Cas9技术建立OXTR基因敲除猪胎儿成纤维细胞系[J]. 生物技术通报, 2022, 38(6): 272-278.
[14]	陈映丹, 张扬, 夏嫱, 孙虹霞. CRISPR/Cas基因编辑技术及其在微藻研究中的应用[J]. 生物技术通报, 2022, 38(5): 257-268.
[15]	Olalekan Amoo, 胡利民, 翟云孤, 范楚川, 周永明. 利用基因编辑技术研究BRANCHED1参与油菜分枝过程的调控[J]. 生物技术通报, 2022, 38(4): 97-105.