靶向核酸酶介导基因编辑的发展_项光海概述.pdf

第27卷第1期 生命科学 Vol. 27, No. 1 2015年1月 Chinese Bulletin of Life Sciences Jan., 2015 DOI: 10.13376/j.cbls/2015003 文章编号：1004-0374(2015)01-0012-08 王皓毅，博士，中国科学院动物研究所研究员，计划生育生殖生物学国家 重点实验室基因工程技术研究组组长，美国杰克逊实验室杰出访问教授。长期 从事基因工程技术的开发与应用，对于转座子编辑、传统基因打靶技术、ZFN 、 TALEN 和CRISPR 等技术体系积累了大量的研究经验，并获得多项研究成果： 包括率先利用TALEN 系统对人类胚胎干细胞和诱导性干细胞进行了精确高效的 基因敲除和敲入操作；利用TALEN 系统建立了世界上第一只Y 染色体上的基因 敲除和敲入小鼠；率先利用CRISPR/Cas 系统建立了在胚胎干细胞中进行多基因 敲除的方法，并通过受精卵注射一步获得多基因敲除的小鼠，在进一步的工作 中通过受精卵注射CRISPR/Cas 系统的同时提供DNA 单链和双链供体，从而一 步得到基因原位敲入小鼠和条件性敲除小鼠。2014 年，王皓毅研究员全职回国， 在中国科学院动物研究所组建实验室，实验室的研究方向主要有：1) 进一步研 究TALEN 和CRISPR 基因编辑技术的特性，提高其效率和特异性；2) 应用基因 编辑技术开发新的疾病治疗方法。3) 全新基因编辑和表观遗传修饰技术的开发。 靶向核酸酶介导基因编辑技术的发展 项光海，王皓毅* ( 中国科学院动物研究所计划生殖生物学国家重点实验室，北京 100190) 摘　要 ：对目标基因组位点进行靶向修饰一直是基因工程研究的重点。靶向基因编辑技术能够有效地用于 建立动物和细胞疾病模型、培育动植物新品种，并具有治疗遗传疾病的重大潜力。近年来靶向核酸酶技术 取得了重大的进展，逐渐成为基因编辑的主流工具。综述了锌指核酸酶(ZFN) 、类转录激活样效应因子核 酸酶(TALEN) 、规律成簇间隔短回文重复序列(CRISPR/Cas) 这三大靶向基因编辑系统的原理和研究进展， 并讨论了其局限性和未来的发展方向。 TALEN CRISPR/Cas 关键词：基因编辑；锌指核酸酶； ； Q789 A 中图分类号： 文献标志码： Programmable site-specific DNA endonucleases: powerful tools for genome engineering XIANG Guang-Hai, WANG Hao-Yi* (State Key Laboratory of Reproductive Biology, Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) Abstract: Genome engineering technologies are invaluable tools for under