CRISPR系统相关Cas蛋白研究进展

作     者：于佳佳 张旭霞 李传友 唐神结 刘毅 Yu Jiajia;Zhang Xuxia;Li Chuanyou;Tang Shenjie;Liu Yi

作者机构：首都医科大学附属北京胸科医院北京市结核病胸部肿瘤研究所耐药结核病研究北京市重点实验室细菌免疫室101149 首都医科大学附属北京胸科医院北京市结核病胸部肿瘤研究所结核病多学科诊疗中心101149 

出 版 物：《中华生物医学工程杂志》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2020年第26卷第3期

页      面：277-284页

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：首都卫生发展科研专项(首发2018-1-1041) 通州两高人才运河计划(YH201804) 

主　　题：规律成簇的间隔短回文重复序列 Cas蛋白 检测 基因编辑 

摘      要：利用在原核生物中观察到的规律成簇的间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)与相关的Cas(CRISPR-associated proteins)蛋白构成CRISPR-Cas系统作为真核细胞中的基因编辑工具为近年研究热点。效应蛋白由多个Cas蛋白组成,包括两个大类五型系统。Cas蛋白结合特定的核酸序列,具有核酸酶的功能用于可编程基因组编辑和表观遗传调控,同时在疾病诊断方面也有很好的发展前景。其中Cas6是一种独立于金属的单转位酶,依附在crRNA裂解产物上,可识别并在crRNA转录前的重复序列中裂解单个磷酸二酯键。核糖核酸内切酶Cas9为RNA引导的DNA裂解酶,是目前应用最广泛的基因编辑工具,同时在感染性疾病检测、癌性病毒感染的消除或灭活、肿瘤免疫治疗、肿瘤基因组和表观基因组的调控等方面显示出巨大的应用前景。RNA引导的核酸内切酶Cas12a具有两种不同的核酸酶活性,且该双重催化活性已被用于多重基因编辑。Cas12a的显著特性使其应用于目标DNA与RNA快速检测,成为CRISPR-Cas基因组编辑工具包的补充。RNA引导的RNA靶向核酸内切酶Cas13a是RNA引导、RNA激活的RNA酶,已被开发为RNA检测、RNA成像和RNA调控的强大工具,同时利用Cas13a构建高灵敏度及特异度的检测方法也可为感染性疾病在诊断过程中提供重要的理论依据。由此展开对CRISPR-Cas系统相关的Cas蛋白的深入研究,同时对上述系统在不同疾病中的重要应用等进行阐述,有助于为各项研究提供新思路,新方法。