基于CRISPR/Cas9系統在全基因組范圍內篩選功能基因及調控元件研究進展

劉思遠，易國強，唐中林,3，陳斌

綜 述

基于CRISPR/Cas9系統在全基因組范圍內篩選功能基因及調控元件研究進展

劉思遠1,2，易國強2，唐中林2,3，陳斌1

1. 湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128 2. 中國農業科學院農業基因組研究所，嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心，農業部農業基因數據分析重點實驗室，深圳 518120 3. 中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193

CRISPR/Cas9系統是一種近年來被廣泛應用于基因組編輯的強大工具。通過將CRISPR/Cas9系統中的Cas9蛋白突變后，使其失去剪切活性而成為dCas9 (nuclease-dead Cas9)，再結合基因功能喪失(loss-of-function, LOF)、基因功能激活(gain-of-function, GOF)以及非編碼功能基因鑒定技術即可實現全基因組高通量的功能基因及調控元件靶向鑒定和篩選。目前，該技術已被廣泛應用于疾病免疫機理、藥物靶點篩選和動物遺傳育種等研究，為生命醫學和基礎科學帶來了全新高效的技術方法和研究思路。本文綜述了基于CRISPR/Cas9技術在全基因組中高通量篩選功能基因及調控元件的方法及研究進展，重點闡述了CRISPR/Cas9系統在動物細胞中篩選功能性基因的方法，以期為基因編輯及相關研究領域提供參考。

CRISPR/Cas9；全基因組篩選；功能基因；調控元件

成簇的規律間隔的短回文重復序列及其相關蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated 9, CRISPR/Cas9)具有低成本、高效率和操作便捷等優點，已被廣泛應用于遺傳改良、分子育種和分子生物學等基因組編輯領域[1~3]。CRISPR/Cas9系統是一種存在于多數古生菌中的免疫系統[4~6]，該系統在微生物中抵御外源DNA的感染，微生物利用Cas9酶切割外源基因序列使入侵序列被破壞并失活，隨后將捕獲的片段儲存于本身基因組中組成新的間隔區(spacer)，并保持免疫記憶[7]。……