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CRISPR/cas9 基因编辑技术

日期:2021-08-16浏览:282次

        CRISPR/Cas系统是原核生物的一种天然免疫系统,存在于大多数细菌和古生菌中。原核生物在遭到病毒入侵后,能够把病毒DNA的一小段提取出来并存储到自身基因组上的特定区域, 我们把这个区域称为CRISPR存储空间。当再次遇到病毒入侵时,原核生物能够根据存储的DNA片段识别病毒,将病毒的DNA切断而使之失效。目前应用最广泛的CRISPR/Cas系统是来源于酿脓链球菌 (Streptococcus pyogenes) 的CRISPR/Cas9系统。


       天然的CRISPR-Cas9系统由三部分组成:SpCas9 (以下简称Cas9)、crRNA、tracrRNA。为了方便实验设计以及提高gRNA的稳定性,Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier将crRNA和tracrRNA融合成一条RNA,并把其称为sgRNA (single-guide RNA),见下图。

       改造后的CRISPR/Cas9系统成为研究者做基因编辑的有利工具。Cas9蛋白要成功识别目标序列必须满足两个条件:(1) sgRNA的5'端20 nt和靶DNA之间碱基配对;(2) 靶DNA的3'端有合适的PAM序列。CRISPR/Cas9切割目标DNA后产生DSB (双链断裂),DSB是一切基于核酸内切酶的基因编辑的基础,CRISPR/Cas9因为只需要改变sgRNA的5'端序列即可重编程Cas9的序列特异性,设计和操作十分方便。


CRISPR-Cas9技术优势

  1. 效率高:可精确编辑基因组,编辑效率高

  2. 周期短:构建和使用极为方便,极大降低了实验难度,缩短实验周期

  3. 广谱性:无基因、细胞及物种限制

  4. 多重编辑能力:可实现多个靶位点同时进行基因打靶

  5. 功能丰富:可实现敲除、插入、抑制、激活等多种目的基因



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