提高CRISPR/Cas9介導(dǎo)的動(dòng)物基因組精確插入效率研究進(jìn)展

李國(guó)玲，楊善欣，吳珍芳,，張獻(xiàn)偉

綜 述

提高CRISPR/Cas9介導(dǎo)的動(dòng)物基因組精確插入效率研究進(jìn)展

李國(guó)玲1，楊善欣1，吳珍芳1,2，張獻(xiàn)偉2

1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，國(guó)家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣州 510642 2. 溫氏食品集團(tuán)股份有限公司，新興 527439

基因編輯技術(shù)是指通過(guò)人為方式在基因組插入、缺失或替換特定堿基，對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行精確修飾和定向編輯的一種技術(shù)。近年來(lái)，鋅指核酸內(nèi)切酶(zinc-finger endonuclease, ZFN)、類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)、成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列及其相關(guān)系統(tǒng)(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9, CRISPR/Cas9)等基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)，使特異性靶向修飾動(dòng)物基因組序列成為可能。雖然利用CRISPR/Cas9等基因編輯工具可以在細(xì)胞基因組高效產(chǎn)生雙鏈斷裂(double-strand breaks, DSB)，但利用同源定向修復(fù)(homology directed repair, HDR)介導(dǎo)的精確插入(knock in, KI)效率卻十分低下。本文結(jié)合當(dāng)前基因編輯技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)目前提高CRISPR/Cas9介導(dǎo)的動(dòng)物基因組KI策略進(jìn)行了綜述，以期為人類(lèi)疾病模型制備、基因治療和家畜遺傳改良等提供借鑒。

基因編輯；CRISPR/Cas9；精確插入；同源定向修復(fù)；非同源末端連接

基因編輯技術(shù)是指通過(guò)人為方式在基因組插入、缺失或替換特定堿基，對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行精確修飾和定向編輯的一種技術(shù)。傳統(tǒng)的基因編輯方法利用隨機(jī)整合或同源重組(homologous repair, HR)等方式將DNA片段插入基因組，這種方式存在精確插入(knock in, KI)效率低和外源基因表達(dá)不穩(wěn)定等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了其在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著鋅指核酸內(nèi)切酶(zinc-finger endonuclease, ZFN)、類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶(transcription activator- like effector nuclease, TALEN)和成簇規(guī)律間隔……