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CRISPR-CAS9技術(shù)的火熱和應(yīng)用前景無需多提,為了了解這個領(lǐng)域贝攒,我們梳理了下CRISPR的發(fā)展歷程盗誊,做個學(xué)習(xí)和記錄。有疏漏和不足之處隘弊,還請指正哈踱。
1987: 大腸桿菌中報道CRISPR重復(fù)序列 (當(dāng)時還不叫CRISPR)。這是長29 bp
梨熙,間隔32 bp
的5
個高度同源的序列組成开镣。當(dāng)時其它原核生物中未找到同源序列,重要性未知咽扇。(日本1)
2002: CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)術(shù)語用于描述細(xì)菌和古細(xì)菌中長度在21 ~ 37 bp邪财,中間間隔相等大小非重復(fù)序列的重復(fù)序列簇。4個CRISPR相關(guān)的基因 (cas基因)因位于CRISPR位點臨近而鑒定出來并因此命名质欲,表明這兩者之間存在功能關(guān)系树埠。類似我們在用STRING尋找蛋白-蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中提到基于基因組位置的相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)的cas4
基因有RecB
核酸外切功能域嘶伟。 (荷蘭 2)
2005: CRISPR間隔序列發(fā)現(xiàn)與外源DNA匹配怎憋。CRISP在更多原核基因組發(fā)現(xiàn),cas家族蛋白鑒定出7個九昧。間隔序列發(fā)現(xiàn)與其它基因尤其是來自于噬菌體和其它染色體外元件的序列同源绊袋。S. thermophilus (嗜熱鏈球菌)對噬菌體的敏感性與CRISPR位點出間隔序列的多少有關(guān)赠橙。作者認(rèn)為間隔序列是對染色體外元件侵染的記錄,通過編碼反義RNA提供對噬菌體或外源DNA侵染的細(xì)胞免疫愤炸。(法國3)
2006: CRISPR首次提出可以作為細(xì)菌的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)。Koonin EV等把cas基因根據(jù)蛋白序列歸類為25個不同的家族掉奄。比較基因組學(xué)分析把CRISP-Cas系統(tǒng) (CAAS)對抗入侵的噬菌體和質(zhì)粒類比與真核生物中的RNA干擾规个。雖然序列相差較大,但兩個系統(tǒng)的同工酶有很好的對應(yīng)關(guān)系姓建。但作者認(rèn)為這一系統(tǒng)在進(jìn)化上是不穩(wěn)定的诞仓,因為及其相近的原核生物直接序列都相差較大。(美國4)
2007: 比2005年的研究再進(jìn)一步速兔,證實了其推論墅拭。發(fā)現(xiàn)病毒侵染后細(xì)菌整合來自于噬菌體基因組的序列作為新的間隔序列。移除或增加特殊的間隔序列改變了細(xì)菌的噬菌體抗性涣狗。(美國5)
2009: CRISPR RNA-cas切割入侵RNA首次報導(dǎo)谍婉。該實驗室還發(fā)現(xiàn)新進(jìn)加入的間隔序列在細(xì)菌中轉(zhuǎn)錄豐度最高。(美國6)
2010: 與2007年的結(jié)論無異镀钓。(加拿大7)
2011: repeat/spacer來源的crRNA的前體重復(fù)序列互補(bǔ)的24-nt反式tracrRNA促進(jìn)crRNA的成熟和發(fā)揮作用穗熬,對抗入侵者。 (瑞典8)
2012: 發(fā)現(xiàn)Cas9可以在crRNA與靶DNA互補(bǔ)配對結(jié)合的條件下作為內(nèi)切酶誘導(dǎo)DNA雙鏈斷裂丁溅,提出RNA控制的基因組編輯唤蔗。HNH功能域切割互補(bǔ)鏈,RuvC-樣功能域切割非互補(bǔ)鏈窟赏。(美國9)
2013: 短RNA介導(dǎo)CRISPR/Cas9用于編輯人和小鼠細(xì)胞的基因妓柜。(美國10,華人張鋒)涯穷。同年棍掐,CRISPR/Cas9應(yīng)用于植物基因編輯。(美國11求豫,英國12)
2014: Cas9與guide RNA和target DNA復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)塌衰。5'-NGG-3' protospacer adjacent motif (PAM) 依賴的靶DNA的解鏈和RNA-DNA復(fù)合體的形成。(日本13蝠嘉,瑞士14)最疆。
2015: 在人三原核合子(移植前胚胎)中,應(yīng)用CRISPR/Cas9有效編輯內(nèi)源性beta-globin基因蚤告,并且發(fā)現(xiàn)脫靶現(xiàn)象努酸。(中國15)
2016: CRISPR/Cas9編輯的作物不被認(rèn)為是轉(zhuǎn)基因作物,一是缺少外源DNA杜恰,二是不好區(qū)分获诈。(Nature news16)
2016: NIH批準(zhǔn)第一個CRISPR基因編輯臨床試驗仍源,編輯T細(xì)胞治療癌癥。(Nature news17)
2017: 哺乳動物中CRISPR/Cas13編輯RNA (美國18)和不需要DNA切割的高敏感低脫靶腺嘌呤堿基編輯器 (adenine base editors, ABEs) (美國19)舔涎。這兩個都是華人的工作笼踩,第二篇的作者David Liu入選2017年Nature十大人物。
2018: 人血清中發(fā)現(xiàn)Cas9蛋白抗體亡嫌。最常用Cas9同源蛋白來自于金黃色葡萄球菌和化膿鏈球菌嚎于。這兩種菌在人群中有較高的感染頻率,79%的捐贈人和65%的捐贈人有金黃色葡萄球菌和化膿鏈球菌的抗體挟冠。 (美國20)
https://timelines.issarice.com/wiki/Timeline_of_CRISPR
這只是比較粗淺的總結(jié)于购,還有很多重要的研究沒有囊入。比如CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因激活知染、染色體修飾的改變等肋僧。
更多關(guān)于CRISPR/CAS9的總結(jié)和發(fā)展趨勢還需要那些活躍在一線,真真正正做技術(shù)的牛人們來解答控淡。但牛人太忙嫌吠,偶爾見一面,也只是找我們尋求服務(wù)∫菰ⅲ現(xiàn)在有了一個他們向大家作報告的機(jī)會居兆。
應(yīng)廣大參會嘉賓的強(qiáng)烈呼吁竹伸,基因編輯學(xué)術(shù)研討會組委會邀請來自基因編輯領(lǐng)域的教授泥栖、學(xué)者及科研技術(shù)工作者 (下圖嘉賓)齊聚一堂,于2018年3月30日-31日在北京維也納國際酒店(北京廣安門店)通過思想的切磋與碰撞勋篓,共議基因編輯發(fā)展趨勢吧享、創(chuàng)新前沿技術(shù)等熱點話題。通過組委會精心安排的主題演講譬嚣、專家頭腦風(fēng)暴等豐富多彩的大會形式和內(nèi)容钢颂,為大家提供最前沿的技術(shù)資訊、科研發(fā)展趨勢和最新動向及廣泛的交流與合作機(jī)會拜银。
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http://www.acadeevent.com/geneediting/index.html
References
參考文獻(xiàn)與上文順序一致
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- http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1019
- https://www.nature.com/articles/nature24644
- https://www.biorxiv.org/content/early/2018/01/05/243345