李聪 等/ CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展
Chinese Journal of Biotechnology
/cjbcn November 25, 2015, 31(11): 1531−1542
DOI: 10.13345/j.cjb.140589 ©2015 Chin J Biotech, All rights reserved
Received: November 30, 2014; Accepted: February 13, 2015
Supported by: National Transgenic Major Program (Nos. 2013ZX08008-003, 2014ZX08008-003).
Corresponding author: Wenguang Cao. Tel: +86-10-62810587; E-mail: ggwcao@
国家转基因重大专项 (Nos. 2013ZX08008-003, 2014ZX08008-003) 资助。
网络出版时间：2015-04-16 网络出版地址：/kcms/detail/11.1998.Q.20150416.1654.001.html 1531生物工程学报
CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展
李聪，曹文广
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193
李聪, 曹文广. CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术研究进展. 生物工程学报, 2015, 31(11): 1531–1542.
Li C, Cao WG. Advances in CRISPR/Cas9-mediated gene editing. Chin J Biotech, 2015, 31(11): 1531–1542.
江西农业学报 ２０１９，３１（７）：３８～４４ＡｃｔａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅＪｉａｎｇｘｉ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｘｎｙｘｂ．ｃｏｍＤＯＩ：１０．１９３８６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｘｎｙｘｂ．２０１９．０７．０７
ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系统在蔬菜育种上应用研究进展
暴会会１，尹竹君１，王少坤１，马瑞红２，谢俊俊１，张杰１，杨正安１∗
收稿日期：２０１９－０１－３１基金项目：国家自然科学基金项目（３１７６０５８３）；云南省重大专项专项（２０１８ＢＢ０２０－０２１－０２２）；云南省高水平大学园艺学创新人才培养基地建设项目（云教高［２０１５］５７号）。作者简介：暴会会（１９９５─），女，河南濮阳人，硕士研究生，研究方向：遗传育种。∗通讯作者：杨正安。（１．云南农业大学园林园艺学院，云南昆明６５０２０１；２．玉溪市澄江县经济作物工作站，云南玉溪６５２５９９）
摘 要：由规律成簇间隔短回文重复序列（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄｓｈｏｒｔｐａｌｉｎｄｒｏｍｉｃｒｅｐｅａｔ，ＣＲＩＳＰＲ）和ＣＲＩＳＰＲ相关蛋白（ＣＲＩＳＰＲ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ）组成的ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ系统是细菌一种重要的获得性免疫系统。经改造的ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系统不仅能对基因组进行单个位点的特异性识别，还可对基因组的多个位点同时修饰，实现目的基因的插入、缺失。经过几年的发展，已在番茄、马铃薯、甘蓝、油菜等蔬菜中成功应用，创造了很大的应用价值。主要对ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系统原理及以番茄为主等蔬菜应用研究进展进行了综述，以期为蔬菜改良育种研究提供参考。关键词：ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９系统；蔬菜；番茄；基因编辑中图分类号：Ｑ７８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－８５８１（２０１９）０７－００３８－０７ＲｅｓｅａｒｃｈＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９ＳｙｓｔｅｍｉｎＶｅｇｅｔａｂｌｅＢｒｅｅｄｉｎｇ
Crispr技术的原理及应用
一、Crhsp技术的原理
Crispr，全称为“Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”，即“聚集规律间隔的短回文重复序列”。Crispr技术是一种基因编辑技术，能够准确、高效地修改生物的基因组。它是通过利用细菌及其他单细胞生物天然具备的防御机制而发展起来的。
Crispr技术主要基于Crispr-Cas系统进行操作。Crispr-Cas系统是一种免疫系统，可以识别并摧毁入侵的病毒或外源基因。它由Crispr序列和Cas蛋白组成。Crispr序列由一系列回文重复序列和插入序列组成，插入序列是外源DNA或RNA片段的一部分。而Cas蛋白则是实施基因编辑的关键。
Crispr技术主要通过以下步骤实现基因编辑：
1. 选择适当的Crispr序列和Cas蛋白：根据目标基因组进行筛选并选择具有高编辑效率的Crispr序列和Cas蛋白。
2. 构建Crispr载体：将Crispr序列和Cas蛋白编码序列插入适当的载体中，以便在细胞中进行表达。
3. 递送Crispr-Cas系统进入目标细胞：通过转染或病毒载体等方式将Crispr-Cas系统导入目标细胞。
4. Cas蛋白介导的DNA切割：Crispr-Cas系统识别目标基因组的特定位置，并通过Cas蛋白的核酸切割活性切割目标DNA。
5. 修复DNA：细胞会尝试利用自身的DNA修复机制修复Cas蛋白切割后的DNA断裂。
6. 基因编辑效果评估：通过PCR、测序等方法对编辑后的基因进行验证和分析。
二、Crispr技术的应用
Crispr技术的发展将基因编辑带入了一个全新的时代，它已被广泛应用于以下领域：
1. 遗传治疗
Crispr技术可以用于修复和纠正遗传病的基因突变。通过切除或替换有缺陷的基因序列，可以纠正导致遗传病的突变，并恢复正常的基因功能。 2. 农业领域
５４４ 药物生物技术 Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０ １ ６，２３（６）：５４４～５４７
ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９技术在基因调节中的研究进展
吴卫军，赵婕青，周振华，孙 倩，葛卫红
（南京大学医学院附属鼓楼医院药学部，江苏南京２１０００８）
摘要ＣＲＩＳＰＲ－Ｃａｓ９技术来源于细菌的适应性防御系统，除了广泛应用的基因编辑功能之外，还可应用于
基因激活或基因抑制（ＣＲＩＳＰＲａ或ＣＲＩＳＰＲｉ）的功能研究，为研究基因调节提供了新的方法。目前，已有报道探讨
了ＣＲＩＳＰＲ技术在基因调节方面的潜能，该文就ＣＲＳＩＰＲ．Ｃａｓ９技术在基因调节方面的研究进展以及与其它技术的
比较进行了综述，并对该技术在将来的应用进行了展望。 关键词ＣＲＩＳＰＲ—Ｃａｓ９技术；基因激活；基因抑制
中图分类号Ｑ８１ 文献标志码Ａ 文章编号１００５—８９１５（２０１６）０６—０５４４—０４
ＣＲＩＳＰＲ—Ｃａｓ９（Ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ｒｅｇｕｌａｒｌｙ ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅｄ ｓｈｏｒｔ ｐａｌ・
ｉｎｄｒｏｍｉｃ ｒｅｐｅａｔｓ．ＣＲＩＳＰＲ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ９，ＣＲＩＳＰＲ—Ｃａｓ９）是细菌
和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御机
制，可用来对抗入侵的病毒降解外源ＤＮＡ。该系统由Ｃａｓ９
核酸酶和确定靶向序列的ＣＲＩＳＰＲ ＲＮＡ复合体组成，后者
由ｃｒＲＮＡ（ＣＲＩＳＰＲ—ｄｅｒｉｖｅｄ ＲＮＡ，ｃｒＲＮＡ）和反式激活ＲＮＡ
（Ｔｒａｎｓ—ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ＲＮＡ，ｔｒａｃｒＲＮＡ）组成。在实际应用中，
ｃｒＲＮＡ和ＴｒａｃｒＲＮＡ可以融合成为一条ＲＮＡ（Ｓｉｎ￣ｅ ｇｕｉｄｅ
ＲＮＡ，ｓｇＲＮＡ）发挥功能…。目前，ＣＲＩＳＰＲ—Ｃａｓ９技术已被广
泛应用于基因编辑。通过设计长度为２０ ｂｐ的与目的序列
互补配对的导向序列，与目的ＤＮＡ序列结合，然后Ｃａｓ９利
用其内源性核酸内切酶活性，在靶序列内部形成一个双链
