|
导语 自1953年沃森和克里克提出DNA的双螺旋结构以来，人们一直都在积极探索着高效便利的基因编辑技术。20世纪80 年代末，基于人工核酸内切酶的基因修饰技术开始发展，先后出现了锌指核酸内切酶(zinc finger endonuclease，ZFN)，类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease，TALEN)，规律成簇短回文序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPRs)等技术。 2002年，Bibikova等第一次用ZFN的方法通过在果蝇中成功突变了yellow基因，结果发现50%的雄性果蝇发生颜色的改变。 2008年，Meng等和Sangamo公司通过向斑马鱼单细胞胚胎中注人不同目的基因设计的ZFN mRNA，在斑马鱼中实现了ZFN介导的特定基因敲除并表现出预期的性状。目前，ZFN技术已成功应用到许多物种的遗传学研究，例如拟南芥、烟草、非洲爪蟾、果蝇、大鼠、小鼠、猪、人等。 2011年，Li和Mahfouz等分别对天然TALE蛋白进行改造，将C端的转录激活子替换为FokI核酸内切酶，首次实现用TALEN技术对DNA的切割。 2012年，TALEN被美国《科学》(Science)杂志评为十大科学突破之一。 2013年，首尔国立大学Kim课题组建立了一个全基因组规模的TALEN体系，通过一种高通量克隆体系，一次性构建了18, 740个编码蛋白的基因的 TALEN质粒。 2012年6月，Doudna/Charpentier联合课题组在《科学》杂志上指出CRISPR/Cas9可作为基因编辑技术，首次在体外证明CRISPR/Cas9技术可以切割任何的DNA链，指出CRISPR在活细胞中修改基因的能力。 2013年1月，哈佛大学的George Church实验室和麻省理工学院/哈佛大学的Broad研究所的张锋课题组在同一期的《科学》杂志上发表文章，证实了CRISPR/Cas9基因编辑技术被成功地运用到人类细胞的基因组，实现了CRISPR在哺乳动物细胞的基因编辑。 基因组编辑技术CRISPR/Cas9被《科学》杂志列为2013年年度十大科技进展之一，受到人们的高度重视。 2014年9月28日，来自加州大学的一个课题组，在《自然》杂志上证实借助于一种方法可以编程CRISPR/Cas9蛋白复合物在序列特异性的靶位点识别并切割RNA。这一研究发现有可能改变RNA功能研究的模式，为检测、分析和操控RNA转录物铺平了道路。 2015年11月30日，麻省理工学院-哈佛医学院Broad研究所张锋研究小组通过创建了3个新版本的Cas9酶大大降低了CRISPR/Cas9系统的脱靶效应，有效改善了这一技术的最大局限性之一。这一研究发表在《科学》杂志上。 2016年3月17日，在线发表在《Cell》期刊上的一项新研究显示，来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员通过将一种流行的DNA编辑技术CRISPR-Cas9应用到RNA上而实现这一壮举。 2016年4月20日，来自德国的研究人员发表在《Nature》上的一项研究发现CRISPR/Cpf1系统可切割DNA和RNA，这是人们迄今为止发现的一种最简单的CRISPR免疫系统。 |
|
|
