CRISPR-Cas9技術(shù)威斯騰生物——細(xì)胞藥篩/動物建模/基因編輯 專業(yè)服務(wù)!
Cas9 實驗原理
CRISPR/Cas9系統(tǒng) (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/ CRISPR-associate 9)被稱為第三代基因組編輯技術(shù),是xj和古xj在長期演化過程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御,可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas9系統(tǒng)由單一蛋白(Cas9)、crRNA和tracrRNA形成的RNA-蛋白復(fù)合體能夠?qū)ν庠葱訢NA進(jìn)行識別并生成DNA雙鏈斷裂(double-strand breaks, DSBs),從而誘發(fā)DNA損傷修復(fù)機(jī)制。CRISPR/Cas9技術(shù)能夠利用RNA介導(dǎo)的DNA靶向功能對多種生物基因組的任意區(qū)域進(jìn)行編輯,CRISPR/Cas9系統(tǒng)的工作原理是crRNA(CRISPR-derived RNA)通過堿基配對與tracrRNA(trans-activating RNA)結(jié)合形成 tracrRNA/crRNA復(fù)合物,此復(fù)合物引導(dǎo)核酸酶Cas9蛋白在與crRNA配對的序列靶位點剪切雙鏈DNA。而通過人工設(shè)計這兩種RNA,可以改造形成具有引導(dǎo)作用的sgRNA(short guide RNA),足以引導(dǎo) Cas9 對 DNA 的定點切割。
Cas9 優(yōu)勢
CRISPR/Cas9作為一種新的基因編輯技術(shù),被評為2013年生物學(xué)10大突破之一,有著一些無可比擬的優(yōu)點:首先,CRISPR/Cas9系統(tǒng)的可用位置更多,理論上基因組中每8個堿基就能找到一個可以用CRISPR/Cas9進(jìn)行編輯的位置,因此可以說CRISPR/Cas9技術(shù)能對任一基因進(jìn)行操作;其次,CRISPR-Cas9系統(tǒng)更具有可拓展性,可以通過對Cas9蛋白的修飾,讓它不切斷DNA雙鏈,而只是切開單鏈,這樣可以大大降低切開雙鏈后帶來的非同源末端連接造成的染色體變異風(fēng)險;此外CRISPR/Cas9技術(shù)還可以將Cas9蛋白連接其他功能蛋白,來在特定DNA序列上研究這些蛋白對細(xì)胞的影響;更為重要的是,CRISPR-Cas9系統(tǒng)的使用極為方便,只需要簡單的幾步就能完成,幾乎任何實驗室都可以開展工作。
Cas9 作用領(lǐng)域
由于CRISPR-Cas9系統(tǒng)在真核細(xì)胞內(nèi)特別是人類細(xì)胞中也能發(fā)揮很好的功能,這顯示出了其巨大的應(yīng)用潛力。例如在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域,CRISPR-Cas9系統(tǒng)被用來定點敲除或修飾基因,從而便于研究這些基因的生物學(xué)功能;同時CRISPR-Cas9系統(tǒng)的商業(yè)化應(yīng)用潛力也不容小視,例如:在生物zl領(lǐng)域,結(jié)合誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (Induced pluripotent stem cells, iPSCs)技術(shù),人們可以將通過基因編輯修復(fù)的iPS細(xì)胞重新分化為正常組織和器官來供病人使用;CRISPR/Cas9技術(shù)可用于人類免疫缺陷病毒(HIV)引起的艾滋病、人乳頭瘤病毒(HPV)引起的宮頸等病毒性疾病的zl;CRISPR/Cas9技術(shù)可用于精準(zhǔn)醫(yī)療,可對基因組進(jìn)行jq的編輯,修復(fù)受損的基因,敲除致病疾病和病毒;CRISPR/Cas9技術(shù)可用于臨床zlHBB基因突變引起的β-地中海貧血;CRISPR/Cas9技術(shù)還可用于構(gòu)建動物疾病模型等。
CRISPR/Cas9系統(tǒng)的出現(xiàn)為基因工程提供了一個強(qiáng)有力的應(yīng)用新工具,將給基因組定向編輯的研究和應(yīng)用領(lǐng)域帶來突破性的技術(shù)革命,特別是在基因功能解析、人類疾病靶向zl等應(yīng)用中有巨大的潛力和廣闊的前景。更令人鼓舞的是,CRISPR/Cas9操作簡單、實驗周期短、節(jié)約成本,在基因zl、精準(zhǔn)醫(yī)療和動物模型建立方面的巨大優(yōu)勢,有著巨大的商業(yè)價值和市場空間。
CRISPR/Cas9/基因編輯/整體實驗
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