CRISPR-Cas系统从细菌免疫到基因编辑工具的历史演进2025-07-28 08:34:02
在这篇综述中，我们系统地阐述了CRISPR基因编辑技术的发展历程和技术原理。1987年日本科学家Ishino等人在大肠杆菌的基因组中发现了重复的DNA序列但其功能尚不明确。2002年Ruud等人通过计算机分析也发现了一个存在于原核生物而不存在于真核生物与病毒中的重复DNA序列家族这些重复DNA序列大小在21至37bp之间由相似大小的非重复序列隔开并将这个家族命名为簇状规则间隔的短回文重复序列。2005年Francisco等人发现CRISPR间隔区序列源自先前存在的序列包括染色体序列和可传播的遗传元件带有染色体外元件的病毒无法感染间隔区序列与这些染色体外元件相同的CRISPR载体菌株这表明CRISPR与细菌预防病毒感染的适应性免疫功能相关。2007年Rodolphe等人证明了CRISPR-Cas系统是原核生物抵御病毒侵袭的一种适应性防御机制。随后2010年Josiane等人揭示了CRISPR-Cas系统的免疫机制是将与外源DNA匹配的获得性间隔子整合到CRISPR序列中由切割蛋白特异性切割外源DNA以免疫外源遗传物质入侵。2012年CRISPR技术取得了重大进展JenniferDoudna和EmmanuelleCharpentier首次将CRISPR-Cas9应用于真核细胞的基因编辑证明了CRISPR-Cas9是基因组编辑的有效工具。
CRISPR-Cas系统主要由两个核心部分组成，一部分是Cas核酸酶相关编码基因；另一部分是簇状规则间隔的短回文重复非编码DNA序列，即CRISPR。CRISPR的重复回文恒定短序列之间间隔着等长的可变序列，被称为间隔区，这些间隔区序列的作用是引导Cas核酸酶靶向切割同源序列。
出自《CRISPR基因编辑技术在iPSC中的研究与应用进展》 作者:周泽林,刘青青,张锋。
