引導(dǎo)編輯：突破堿基編輯類型的新技術(shù)

劉堯，周先輝，黃舒泓，王小龍

綜 述

引導(dǎo)編輯：突破堿基編輯類型的新技術(shù)

劉堯，周先輝，黃舒泓，王小龍

西北農(nóng)林科技大學(xué)，動物科技學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部動物生物育種國際聯(lián)合研究中心/陜西省動物遺傳育種與繁殖重點實驗室，楊凌 712100

引導(dǎo)編輯技術(shù)(prime editing)是一種基于CRISPR/Cas系統(tǒng)的新型基因編輯技術(shù)。引導(dǎo)編輯器(prime editor, PE)的效應(yīng)蛋白是逆轉(zhuǎn)錄酶與具有單鏈切割活性的nCas9(H840A)的融合蛋白，被稱為PE2；其向?qū)NA是通過在sgRNA的3′末端增加逆轉(zhuǎn)錄模板和引物結(jié)合位點序列構(gòu)成，被稱為pegRNA。PE系統(tǒng)可以實現(xiàn)所有12種類型的堿基突變，還可以實現(xiàn)短的插入刪除編輯，及多種編輯類型的組合。自2019年被開發(fā)以來，因其編輯類型多樣化及高特異性等優(yōu)勢，PE已經(jīng)被成功地應(yīng)用在多種動植物及細(xì)菌中，同時在基因治療和農(nóng)業(yè)育種等領(lǐng)域也展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本文對PE系統(tǒng)的開發(fā)過程、特點、優(yōu)化、應(yīng)用、安全風(fēng)險等方面進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，并對其發(fā)展前景進(jìn)行了展望，以期有助于相關(guān)領(lǐng)域研究人員對PE系統(tǒng)的了解與應(yīng)用。

引導(dǎo)編輯器；CRISPR/Cas9；優(yōu)化；應(yīng)用

經(jīng)過近10年的發(fā)展，基于CRISPR的基因編輯技術(shù)因其精準(zhǔn)性和高效性已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于基因組的修飾[1～3]。CRISPR/Cas9系統(tǒng)通過在基因組上誘導(dǎo)雙鏈斷裂損傷(double strand break, DSB)來實現(xiàn)靶位點的編輯[1]。細(xì)胞修復(fù)DSB的方式主要有兩種：非同源末端連接(non-homologous end joining, NHEJ)和同源重組(homology directed repair, HDR)[4]。細(xì)胞通過NHEJ修復(fù)DSB會隨機(jī)產(chǎn)生堿基的插入或缺失，造成基因的移碼突變，從而實現(xiàn)基因敲除[1]。細(xì)胞通過HDR修復(fù)時需要DNA片段作為修復(fù)模板，此時可以提供人為設(shè)計的外源DNA模板，從而在基因組上引入包括點突變、插入、刪除等在內(nèi)的基因修飾[1]。……