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CRISPR-Cas系统的小型化研究进展

Progress in the miniaturization of CRISPR-Cas systems

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摘要CRISPR-Cas基因编辑技术由于其简便性和高效性,已被广泛应用于生物学、医学、农学等领域的基础与应用研究.目前广泛使用的Cas核酸酶均具有较大的分子量(通常大于1000个氨基酸),而广泛应用于基因治疗中的腺相关病毒(AAV)载体的承载容量却十分有限,在容纳CRISPR核酸酶与gRNA的编码序列之余往往难以承载更多其他功能元件,如碱基编辑、转录调控、多基因编辑等相应元件,这严重限制了其在基因治疗等领域的应用.使用紧凑型Cas蛋白变体的CRISPR-Cas系统可能有助于用AAV产生和传递基因组编辑和调节工具到人类细胞.因此,小型化的CRISPR-Cas系统开发是解决这一技术难题的重要途径,本文主要概括了基于Cas9、Cas12和Cas13蛋白系统在小型化方面的研究进展,包括筛选新型Cas蛋白、缩减蛋白结构域以及引导RNA的改造等,旨在为开发微型精准基因编辑和调控工具提供新思路.目前小型化的CRISPR-Cas系统的局限性主要体现在蛋白分子量的大小和基因编辑的效率、特异性不可兼得上,在未来的研究中若能解决这一问题,获得更小型化的结构域,相信不仅能够优化该系统在体内的传递,更有望为临床带来高效率且低损害的治疗方法.

作者董颖 ^[1] 马孟丹 ^[1] 黄卫人 ^[2] 学术成果认领

作者单位 深圳大学第一附属医院泌尿外科,国家地方联合肿瘤基因组临床应用关键技术工程实验室,广东深圳 518036 ^[1] 深圳大学第一附属医院泌尿外科,国家地方联合肿瘤基因组临床应用关键技术工程实验室,广东深圳 518036;中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所,广东深圳 518000 ^[2]

关键词 CRISPR-Cas系统小型化Cas蛋白 Cas蛋白工程化改造紧凑型Cas蛋白基因调控工具 CRISPR-Cas systems miniaturized Cas proteins Cas protein engineering modification compact Cas protein gene regulation tools

分类号 Q816（蛋白质工程）

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DOI 10.12211/2096-8280.2023-068

发布时间 2025-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）