锌指核酸内切酶:基因操作的有力工具

针对动植物进行基因靶向操作的技术,是解析基因功能、研究疾病,以及农业经济生产中一个有用的工具。至今,基因靶向操作主要是通过在胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES cell)中进行同源重组或者是体细胞核转移的方法进行,但同源重组方法由于需要ES细胞而被限制在个别物种,而核转移方法存在核去分化、效率低、成本高的缺陷。近几年,一种基于锌指核酸内切酶(zinc-finger nuclease,ZFN)基因靶向修饰的新技术被应用于包括植物、果蝇、爪蟾、斑马鱼和大鼠等不同物种的基因操作。通过胚胎注射ZFN的质粒或是mRNA可以有效地定靶并迅速地在内源基因上引起可遗传的突变。ZFN介导基因靶向敲除的可行性,使得那些无法获得ES细胞和克隆技术支持的物种的基因靶向修饰成为可能。

CRISPR-Cas基因编辑技术的研究进展

对于研究基因功能和靶向修饰,基因靶向编辑技术已经成为最重要的基因工具。成簇规律间隔短回文重复序列-成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRSPR-associated proteins, CRISPR-Cas)系统是继锌指核酸内切酶(zinc finger nucleases, ZFNs)和转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALENs)的第三代基因定点编辑技术。CRISPR-Cas系统广泛存在于古生菌及细菌中,是机体长期进化形成的以RNA引导的降解入侵病毒或噬菌体DNA的适应性免疫系统。通过对原核生物CRISPR-Cas系统进行改造,形成了以RNA引导的对靶细胞中特定的基因序列进行定点修饰的新一代基因编辑技术。本文就该系统的发现、分型、结构、作用机制和应用等展开讨论。

基因编辑技术在乙型肝炎基因治疗中的作用研究进展

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染是一种全球性公共卫生疾病,是导致肝功能衰竭、肝硬化和原发性肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的主要病因。乙型肝炎的治疗虽然取得了长足进展,抗病毒/免疫调节联合治疗方案的优化使得HBV感染的治愈成为可能,但是HBV的功能性治愈率仍然很低。肝细胞核内HBV共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, cccDNA)的稳态水平是HBV持续感染和久治不愈的根源。现有的治疗方案不能作用于cccDNA,而基因编辑技术可以直接对基因组DNA进行剪切和编辑,在HBV感染的治疗研究中已经显示出较好的作用。本文主要综述了基因编辑技术在抗HBV治疗中的研究进展,包括锌指核酸内切酶、转录激活因子效应物核酸酶和规律成簇的间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)/CRISPR相关蛋白(CRISPR-associated proteins, Cas)系统。