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CRISPR
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CRISPR(IPA:/ˈkrɪspər/;DJ:/ˈkrispə/;KK:/ˈkrɪspɚ/) 1987年日本科学家在大肠杆菌的基因组发现有特别的规律序列,某一小段DNA会一直重复,重复片段之间又有相等长的间隔,此序列称为 CRISPR (clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats)。它是存在于细菌中的一种基因,该类基因组中含有曾经攻击过该细菌的病毒的基因片段。细菌透过这些基因片段来侦测并抵抗相同病毒的攻击,并摧毁其DNA。这类基因组是细菌免疫系统的关键组成部分。透过这些基因组,人类可以准确且有效地编辑生命体内的部分基因,也就是CRISPR/Cas9基因编辑技术。
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Cascade (CRISPR相关病毒防御复合体) | |
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Structure of crRNA-guided E. coli Cascade complex (Cas, 蓝色) bound to single-stranded DNA (橘色). | |
标识 | |
生物 | 大肠杆菌(Escherichia coli) |
符号 | CRISPR |
Entrez | 947229 |
PDB | 4QYZ |
RefSeq (蛋白质) | NP_417241.1 |
UniProt | P38036 |
其他数据 |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5f/Crispr.png/640px-Crispr.png)
CRISPR/Cas系统,为目前发现存在于多数细菌与绝大多数的古菌中的一种后天免疫系统[2],以消灭外来的质粒或者噬菌体[3][4],并在自身基因组中留下外来基因片段作为“记忆”[5]。台湾翻译全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统,中国大陆则为规律间隔成簇短回文重复序列/规律间隔成簇短回文重复序列相关蛋白系统(或相关核酸酶系统)(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated proteins)。
目前已发现三种不同类型的 CRISPR/Cas系统,存在于大约40%和90%已定序的细菌和古菌中[6][7]。其中第二型的组成较为简单,以Cas9蛋白以及向导RNA(gRNA)为核心的组成。
Cas9是第一个被广泛应用的CRISPR核酸酶,其次是Cpf1,其在新泽西弗朗西斯菌(英语:Francisella novicida)的CRISPR/Cpf1系统中被发现[8][9]。其它这样的系统被认为存在[10]。
由于其对DNA干扰(DNAi)的特性(参见RNAi),目前被积极地应用于遗传工程中,作为基因体剪辑工具,与锌指核酸酶(ZFN)及类转录活化因子核酸酶(TALEN)同样利用非同源性末端接合(NHEJ)的机制,于基因体中产生DNA的双链断裂以利剪辑。第二型 CRISPR/Cas 经由遗传工程的改造应用于哺乳类细胞及斑马鱼的基因体剪辑[11][12]。其设计简单以及操作容易的特性为最大的优点,目前已逐步应用在各种不同的模式生物当中。