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基因编辑

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基因组编辑技术是一种在基因组水平上对DNA序列进行改造的遗传操作技术,在预定的基因组位置切断DNA,切断的DNA在被细胞内的DNA修复系统修复过程中会产生突变。

 HIV在细胞表面的“入口”CCR5蛋白

基因组编辑技术(genome editing)是一种可以在基因组水平上对DNA序列进行改造的遗传操作技术。这种技术的原理是构建一个人工内切酶,在预定的基因组位置切断DNA,切断的DNA在被细胞内的DNA修复系统修复过程中会产生突变,从而达到定点改造基因组的目的。DNA修复系统主要通过两种途径修复DNA双链断裂(double-strand break,DSB),即非同源末端连接(Nonhomologous end joining, NHEJ)和同源重组(homologous recombination, HR)。通过这两种修复途径,基因组编辑技术可以实现三种基因组改造的目的,即基因敲除,特异突变的引入和定点转基因

1)基因敲除:如果想使某个基因的功能丧失,可以在这个基因上产生DSB,NHEJ修复的过程中往往会产生DNA的插入或删除(indel),造成移码突变,从而实现基因敲除。
2)特异突变引入:如果想把某个特异的突变引入到基因组上,需要通过同源重组来实现,这时候要提供一个含有特异突变同源模版。正常情况下同源重组效率非常低,而在这个位点产生DSB会极大的提高重组效率,从而实现特异突变的引入。
3)定点转基因:与特异突变引入的原理一样,在同源模版中间加入一个转基因,这个转基因在DSB修复过程中会被拷贝到基因组中,从而实现定点转基因。通过定点转基因的方法可以把基因插入到人的基因组AAVS1位点,这个位点是一个开放位点,支持转基因长期稳定的表达,破坏这个位点对细胞没有不良影响,因此被广泛利用。
1)基因敲除:如果想使某个基因的功能丧失,可以在这个基因上产生DSB,NHEJ修复的过程中往往会产生DNA的插入或删除(indel),造成移码突变,从而实现基因敲除。
2)特异突变引入:如果想把某个特异的突变引入到基因组上,需要通过同源重组来实现,这时候要提供一个含有特异突变同源模版。正常情况下同源重组效率非常低,而在这个位点产生DSB会极大的提高重组效率,从而实现特异突变的引入。

3)定点转基因:与特异突变引入的原理一样,在同源模版中间加入一个转基因,这个转基因在DSB修复过程中会被拷贝到基因组中,从而实现定点转基因。通过定点转基因的方法可以把基因插入到人的基因组AAVS1位点,这个位点是一个开放位点,支持转基因长期稳定的表达,破坏这个位点对细胞没有不良影响,因此被广泛利用。

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