基因编辑技术CRISPR/dCas9靶向去甲基化的研究与应用进展

杨 炜 圻

（河西学院医学院，甘肃 张掖 734000）

表观遗传学是研究基因序列不发生改变的情况下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰和空间结构域的改变调节控制基因表达的的一门遗传学的分支学科.在哺乳动物基因组中，大约70%的胞嘧啶残基在5’-CpG-3’都被甲基化，DNA甲基化操控着许多生物进程，现已证明DNA甲基化与许多疾病有关，包括肿瘤、印记疾病［1］.

DNA 甲基化是在DNA 甲基转移酶的作用下，利用S-腺苷甲硫氨酸提供甲基，在CpG二核苷酸中胞嘧啶嘧啶环的五号碳原子上加上甲基的共价修饰过程.TET 蛋白家族能转化5-甲基胞嘧啶为5-羟甲基胞嘧啶，从而启动去甲基化的过程［2］.DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则可诱导基因的重新活化和表达.尽管DNA 甲基化在许多生物进程中起重要作用，但由于缺乏广泛可行的技术在特定的靶点添加或移除甲基化，其在许多疾病中的致病影响并不清楚. 在原理上，基因编辑技术可以应用在靶向表观遗传学治疗，但没有特异性的方法能移除甲基化.像5-aza-2’脱氧胞苷能抑制DNA甲基化转移酶，常被用来研究甲基化的转录起始点［3］.然而5-aza-2’脱氧胞苷是作用于整个基因组的去甲基化，很难针对特定的DNA甲基化区域进行去甲基化，如果使用其进行治疗性的应用会面对很多无法预料的问题.

近年来，CRISPR/Cas9［4-6］这种基因编辑技术可以通过融合非催化活性核酸内切酶来补充特异位点的催化活性. CRISPR/ dCas9 系统应用dCas9能与DNA序列结合的能力，使其发挥转录因子的……