CRISPR

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:12:42 #CRISPR
CRISPR(IPA:/ˈkrɪspər/;DJ:/ˈkrispə/;KK:/ˈkrɪspɚ/)是存在于细菌中的一种基因,该类基因组中含有曾经攻击过该细菌的病毒的基因片段。细菌透过这些基因片段来侦测并抵抗相同病毒的攻击,并摧毁其DNA。这类基因组是细菌免疫系统的关键组成部分。透过这些基因组,人类可以准确且有效地编辑生命体内的部分基因,也就是CRISPR/Cas9基因编辑技术。CRISPR/Cas系统,为目前发现存在于多数细菌与绝大多数的古菌中的一种后天免疫系统,以消灭外来的质粒或者噬菌体,并在自身基因组中留下外来基因片段作为“记忆”。全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated proteins)。目前已发现三种不同类型的 CRISPR/Cas系统,存在于大约40%和90%已定序的细菌和古菌中。其中第二型的组成较为简单,以Cas9蛋白以及向导RNA(gRNA)为核心的组成。Cas9是第一个被广泛应用的CRISPR核酸酶,其次是Cpf1,其在新泽西弗朗西斯菌(英语:Francisella novicida)的CRISPR/Cpf1系统中被发现。其它这样的系统被认为存在。由于其对DNA干扰(DNAi)的特性(参见RNAi),目前被积极地应用于遗传工程中,作为基因体剪辑工具,与锌指核酸酶(ZFN)及类转录活化因子核酸酶(TALEN)同样利用非同源性末端接合(NHEJ)的机制,于基因体中产生DNA的双链断裂以利剪辑。第二型 CRISPR/Cas 经由遗传工程的改造应用于哺乳类细胞及斑马鱼的基因体剪辑。其设计简单以及操作容易的特性为最大的优点,目前已逐步应用在各种不同的模式生物当中。聚簇DNA重复的发现始于世界三个地区的三个独立地点。我们今天称为CRISPR的基因组重复群集,即原核生物拟核DNA链中的丛生重复序列,在1987年一份由大阪大学的石野良纯领衔的大肠杆菌研究报告中被首次描述。2000年,相似的重复序列在其它真细菌和古细菌中被发现,并被命名为短间隔重复序列(Short Regularly Spaced Repeats,SRSR)。2002年SRSR被重命名为CRISPR,其中一部分基因编码的蛋白为核酸酶和解旋酶,这些关联蛋白(Cas, CRISPR-associated proteins)与CRISPR组成了CRISPR/Cas系统。科学家还研究了来自化脓性链球菌(英语:Streptococcus pyogenes)的更简单的CRISPR系统,其依赖于蛋白Cas9(英语:Cas9)。Cas9内切核酸酶是包含两个小RNA分子的四组分系统。詹妮弗·杜德纳、埃马纽埃尔·卡彭蒂耶及张锋各自独立的探索CRISPR关联蛋白,了解细菌如何在它们的免疫防御使用间隔(spacer)。他们共同研究一个比较简单的依赖于称为Cas9蛋白质的CRISPR系统。在2015年,核酸酶Cpf1被发现在新泽西弗朗西斯菌(英语:Francisella novicida)的CRISPR/Cpf1系统。其他这样的系统被认为存在。Cpf1与Cas9的有几个关键差异,包括: 1. DNA 断裂方式不同:导致双链DNA中的“交错”或“黏性(sticky end)”切割,而不是由Cas9产生的“钝的 (Blunt end)”切割。 2. 相邻间隔原基序(英语:Protospacer adjacent motif)(PAM)不同:Cpf1辨认“富含T碱基”的PAM,而 Cas9 辨认 NGG 为PAM,可为 Cas9 提供替代的标靶序列。 3. 仅需要 CRISPR RNA(crRNA)用于成功标定(使用Cas9同时需要crRNA和一个反向活化crRNA(英语:Trans-activating crRNA)(tracrRNA))。在2012年和2013年,CRISPR是《科学杂志(英语:Science Magazine)》年度突破的第二名。在2015年,它是该奖项的赢家。CRISPR在2014年和2016年被《麻省理工科技评论》评为10项突破技术之一。

相关

  • 咽喉反流咽喉反流(Laryngopharyngeal reflux,缩写 LPR),又称为喉咽回流、咽喉逆流症、咽喉胃酸逆流、胃食管外反流疾病(extraesophageal reflux disease,缩写 EERD),是指胃酸逆行流到上呼吸
  • NTA荷兰皇家图书馆(荷兰文:Koninklijke Bibliotheek, KB)位于海牙,成立于1798年,是荷兰的国家图书馆。目前的馆名是1806年路易·波拿巴所命名。皇家图书馆在1993年成为独立机构,但其
  • 词汇词汇是一种语言里所有的(或特定范围的)词和短语(即词语)的总和。例如汉语词汇、英语词汇或一般词汇、基本词汇、文言词汇、方言词汇等。还可以指某一个人或某一作品所用的词和短
  • 理学检查体格检查(physical examination、medical examination、clinical examination、check-up),简称体检,也称做身体检查、理学检查或健康检查,是医生运用自己的感官、检查器具、实验
  • 血痰咳血又称为咯血,是一种症状,指肺或气管中的出血,经由咳嗽而吐出。多半是因为所吐出的痰中带有血丝而被发现。最常见的原因就是支气管炎、肺炎、肺肿瘤、肺结核等疾病。或是使用
  • 膝蓋膝,俗称膝盖,为位于大小腿之间的连接部位。膝的主要内部组成结构为半月板以及四条韧带。半月板为膝内部股骨下端和胫骨上端之间的接连处所垫的一块新月形的纤维软骨组织,作用是
  • 发热 (消歧义)发热可能指下列身体症状:发热也可能指其他事物的发热、散发热能,例如:
  • 华氏温标是一种温标,符号为℉。华氏温标的定义是:在标准大气压下,冰的熔点为32℉,水的沸点为212℉,中间有180等分,每等分为华氏1度。根据德国科学家华伦海特于1724年所写的一篇期
  • 红外线红外线(Infrared,简称IR)是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,其波长在760奈米(nm)至1毫米(mm)之间,是波长比红光长的非可见光,对应频率约是在430 THz到300 GHz的范围内。室温下物体
  • 真核生物真核生物(学名:Eukaryota)是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称,它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物,而不包括细菌和古菌,因它