CRISPR-Cas9技(ji)術(shu)是什(shen)麽(me)？

CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)是壹(yi)種(zhong)革命性的(de)基因編(bian)輯方法(fa)，它使科(ke)學(xue)家(jia)能夠(gou)精(jing)確地添(tian)加(jia)、刪除(chu)或(huo)修改基因組(zu)的(de)特定(ding)區域(yu)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)的(de)出現使得(de)基因編(bian)輯成(cheng)為(wei)許多領(ling)域中(zhong)研(yan)究(jiu)和(he)應用(yong)的(de)強大(da)工(gong)具(ju)，包(bao)括生物(wu)醫(yi)學(xue)、農(nong)業、生物(wu)技(ji)術(shu)和(he)環境(jing)保(bao)護等(deng)。本文(wen)將(jiang)詳細介紹(shao)CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)的(de)原理(li)、發(fa)展(zhan)過程(cheng)以及其(qi)在(zai)不同(tong)領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)。

壹(yi)、CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)的(de)原理(li)

CRISPR（簇(cu)狀(zhuang)間隔短(duan)回(hui)文(wen)重復序列）是壹(yi)類存在(zai)於(yu)細(xi)菌和(he)其他微生物(wu)基因組(zu)中的(de)特殊(shu)DNA序列。這些序列在(zai)細菌(jun)的(de)免疫(yi)系(xi)統中(zhong)發(fa)揮著(zhe)重要(yao)作用(yong)，幫助(zhu)它們抵(di)禦(yu)病毒等(deng)外來(lai)侵(qin)害(hai)。Cas9是壹(yi)種(zhong)核酸酶(mei)，能夠(gou)切(qie)割(ge)DNA分子(zi)。CRISPR/Cas9系(xi)統(tong)通過兩(liang)部(bu)分協(xie)同(tong)作(zuo)用實(shi)現基因編(bian)輯：壹(yi)是CRISPRRNA（crRNA），它能識(shi)別(bie)並(bing)結(jie)合目(mu)標DNA序列；二(er)是Cas9蛋(dan)白，它能夠(gou)切(qie)割(ge)目(mu)標DNA序列。

在(zai)CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)中(zhong)，科(ke)學(xue)家(jia)首(shou)先(xian)設計(ji)壹(yi)個(ge)特(te)異性靶(ba)向基因組(zu)特定(ding)區域(yu)的(de)crRNA，然(ran)後(hou)將(jiang)這個RNA與(yu)Cas9蛋(dan)白結(jie)合形(xing)成(cheng)壹(yi)個(ge)復(fu)合體。這個(ge)復(fu)合體在(zai)細胞(bao)內(nei)尋(xun)找與(yu)crRNA互(hu)補(bu)的(de)目(mu)標DNA序列，並(bing)將(jiang)其切(qie)割(ge)。接下(xia)來，細(xi)胞(bao)會嘗試修復被(bei)切(qie)割(ge)的(de)DNA，從而實(shi)現對(dui)基因組(zu)的(de)修改。

二(er)、CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)過程(cheng)

CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)可以追(zhui)溯到(dao)20世紀80年代，當(dang)時(shi)科(ke)學(xue)家(jia)發(fa)現細菌(jun)中(zhong)存(cun)在(zai)壹(yi)種(zhong)特(te)殊的(de)DNA序列，即(ji)CRISPR。隨(sui)後(hou)的(de)研究(jiu)揭(jie)示(shi)了(le)CRISPR在(zai)細菌(jun)免(mian)疫(yi)系統中(zhong)的(de)作用(yong)。2007年(nian)，科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用CRISPR/Cas系(xi)統(tong)實(shi)現了對(dui)細(xi)菌(jun)基因組(zu)的(de)編(bian)輯。2012年，美(mei)國加(jia)州大(da)學(xue)伯(bo)克(ke)利(li)分校(xiao)的(de)詹妮弗·杜(du)德(de)納（Jennifer Doudna）和同事(shi)證明CRISPR/Cas9系(xi)統可以在(zai)哺(bu)乳動物(wu)細(xi)胞中(zhong)實(shi)現高效(xiao)、精確的(de)基因編(bian)輯。這壹(yi)發(fa)現引起(qi)了(le)科(ke)學(xue)界(jie)的(de)廣(guang)泛關註(zhu)，許多實(shi)驗(yan)室開(kai)始研(yan)究和(he)應用這項(xiang)技(ji)術(shu)。

三(san)、CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)的(de)應用(yong)

1. 生物(wu)醫(yi)學(xue)：CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)在(zai)生物(wu)醫(yi)學(xue)領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)主要(yao)包括(kuo)疾病(bing)模型構建(jian)、基因治(zhi)療和(he)藥物(wu)篩選(xuan)等(deng)。例(li)如，科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)成(cheng)功構建了阿爾(er)茨(ci)海(hai)默病、帕(pa)金(jin)森病等(deng)多(duo)種(zhong)人(ren)類疾病(bing)的(de)動物(wu)模(mo)型，為(wei)研究(jiu)這(zhe)些(xie)疾病(bing)的(de)發(fa)病(bing)機制和藥(yao)物開(kai)發(fa)提供(gong)了(le)重要(yao)資源(yuan)。此外，CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)還(hai)被(bei)用於(yu)基因治(zhi)療，如(ru)針對(dui)遺(yi)傳性眼(yan)疾的(de)基因療(liao)法(fa)已(yi)經(jing)進入(ru)臨床(chuang)試驗(yan)階(jie)段。

2. 農(nong)業：CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)在(zai)農(nong)業領(ling)域的(de)應用(yong)主要(yao)包括(kuo)農(nong)作物(wu)改良、病蟲(chong)害(hai)防治(zhi)和環境(jing)適(shi)應(ying)性增(zeng)強(qiang)等(deng)。例(li)如，科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)成(cheng)功培育了抗病、抗蟲(chong)、抗旱和(he)高(gao)產的(de)水稻、小(xiao)麥(mai)、玉(yu)米(mi)等(deng)農(nong)作物(wu)，為(wei)解決(jue)全球糧食(shi)安全(quan)問題提供(gong)了(le)新的(de)途徑(jing)。

3. 生物(wu)技(ji)術(shu)：CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)在(zai)生物(wu)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)主要(yao)包括(kuo)合成(cheng)生物(wu)學(xue)、微(wei)生物(wu)酶(mei)工(gong)程(cheng)和(he)生物(wu)制藥等(deng)。例(li)如，科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)實(shi)現了對(dui)微(wei)生物(wu)的(de)基因改(gai)造，使其(qi)能夠(gou)高(gao)效(xiao)生產(chan)燃(ran)料(liao)、藥物(wu)和生物(wu)材料(liao)等(deng)有(you)價值的(de)產品(pin)。

4. 環境(jing)保(bao)護：CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)在(zai)環境(jing)保(bao)護領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)主要(yao)包括(kuo)生物(wu)修復、生態(tai)治(zhi)理和(he)生物(wu)多(duo)樣(yang)性保(bao)護等(deng)。例(li)如，科(ke)學(xue)家(jia)利(li)用這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)成(cheng)功實(shi)現了對(dui)汙(wu)染土(tu)壤中(zhong)微生物(wu)的(de)基因改(gai)造，使其(qi)能夠(gou)降(jiang)解有(you)毒有害(hai)物(wu)質(zhi)，從而實(shi)現土壤的(de)生物(wu)修復。

CRISPR基因敲(qiao)除(chu)試劑盒(he)(Cas9x3.0)是海(hai)星(xing)生物(wu)在(zai)多年(nian)基因編(bian)輯服務的(de)基礎(chu)上(shang)研發(fa)的(de)高效(xiao)快(kuai)捷的(de)基因敲(qiao)除(chu)試劑盒(he)。包括(kuo)了(le)人(ren)(Human) 和(he)小(xiao)鼠(Mouse)的(de)所(suo)有(you)基因的(de)敲除(chu)。

Cas9x3.0試(shi)劑盒(he)包含(han)2個(ge)Cas9X™算(suan)法(fa)優(you)化(hua)的(de) gRNA序列載體和特(te)異的(de)同源(yuan)DNA片(pian)段，DNA片(pian)段含(han)有抗性和(he)GFP 熒(ying)光(guang)，並(bing)攜(xie)帶有(you)壹(yi)段特(te)殊同源(yuan)序列，不僅可為(wei)後(hou)續(xu)基因敲(qiao)除(chu)細胞的(de)篩選(xuan)提供(gong)藥(yao)物抗性，也可(ke)以通(tong)過(guo)流式(shi)篩選(xuan)獲(huo)得(de)敲(qiao)除細胞。

Cas9x3.0試劑盒(he)對(dui)分裂(lie)細(xi)胞(bao)和非分裂(lie)細(xi)胞(bao)都有(you)非常高(gao)的(de)敲除(chu)效(xiao)率。

| 產品(pin)特點(dian)

敲(qiao)除(chu)高效(xiao)率——比病毒敲除方式(shi)更(geng)實(shi)惠(hui)、更(geng)穩(wen)定(ding)、更安全(quan)

實(shi)驗(yan)超(chao)簡(jian)單——操作(zuo)流(liu)程簡(jian)單，能養好(hao)細(xi)胞(bao)就(jiu)能做基因敲(qiao)除(chu)

總(zong)之，CRISPR/Cas9技(ji)術(shu)作(zuo)為(wei)壹(yi)種(zhong)革命性的(de)基因編(bian)輯方法(fa)，為(wei)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)和(he)實(shi)際應用提供(gong)了(le)強大(da)的(de)工(gong)具(ju)。隨(sui)著(zhe)對(dui)其(qi)功能和應用的(de)深入研(yan)究，相(xiang)信未(wei)來(lai)會有更多令(ling)人矚(zhu)目(mu)的(de)成(cheng)果(guo)問(wen)世。

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