基因组编辑技术研究进展

吴璐 王磊 任远 原辉

（深圳华大基因研究院，深圳 518083）

基因组编辑技术研究进展

吴璐 王磊 任远 原辉

（深圳华大基因研究院，深圳 518083）

利用基因组编辑技术可以对生物基因组特定位点进行人工修饰，研究相关基因的功能，进而应用于基础研究和临床治疗方面。序列特异性的DNA结合结构域与非特异性的DNA修饰结构域组合而成的人工酶是基因组编辑工具的重要组成部分。主要介绍了锌指核酸酶（ZFNs）、转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）、归巢核酸内切酶（Meganucleases）和成簇间隔短回文重复（CRISPR）4种基因组编辑技术的特点、原理、构建方法及应用，为相关的研究和应用提供参考。

基因编辑 ZFNs TALEN CRISPR 同源重组

基因组定点编辑技术，可以实现对一个或多个目的基因的敲除，或是把外源基因敲入到指定位点，也可以利用转录因子在转录水平上对目的基因的表达水平进行调控，这项技术是研究基因功能并对基因的功能加以利用的最有效手段。

基因组定点编辑工具主要有锌指核酸酶（Zincfinger nucleases，ZFNs）、转录激活样效应因子核酸酶（Transcription activator-like effector nucleases，TALEN）、归巢核酸内切酶（Meganucleases）和成簇间隔短回文重复（The type II clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR），以上工具均可以对基因组进行精确的定点修饰，工作原理基于核酸内切酶在基因组的特定位点进行切割，从而形成DNA双链断裂（Double strand break，DSB）。细胞中存在天然的DNA损伤应答机制，DSB会被同源重组

修复（Homology directed recombination repair，HDR）和非同源末端连接（Non-homologous end joining，NHEJ）两种方式修复。在同源序列（外源引入或同源染色体）存在的情况下，同源重组修复（HDR）可实现外源基因的插入或基因的靶向修复；……