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论文概览

标题

基于CRISPR/Cas系统的DNA碱基编辑技术及其在生物医学和农业中的应用

作者

余传照，莫健新，赵鑫，李国玲，张献伟

引用

余传照,莫健新,赵鑫,李国玲,张献伟.基于CRISPR/Cas系统的DNA碱基编辑技术及其在生物医学和农业中的应用[J].生物工程学报,2021,37(9):3071~3087

摘要：近年来，基于成簇的规律间隔短回文重复序列及其相关系统 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein，CRISPR/Cas) 的基因编辑技术飞速发展，该系统可以利用同源定向重组 (Homology directed repair，HDR) 来完成其介导的精准编辑，但效率极低，限制了其在农业和生物医学等领域上的推广应用。基于CRISPR/Cas系统的DNA碱基编辑技术作为一种新兴的基因组编辑技术，能在不产生双链断裂的情况下实现碱基的定向突变，相对于CRISPR/Cas介导的HDR编辑具有更高的编辑效率和特异性。目前基因编辑技术有哪些，已开发出了可将C碱基突变为T碱基的胞嘧啶碱基编辑器 (Cytidine base editors，CBE)，将A碱基突变为G碱基的腺嘌呤碱基编辑器 (Adenine base editors，ABE)，以及可实现碱基任意变换和小片段精准插入和缺失的Prime编辑器 (Prime editors基因编辑技术有哪些，PE)。另外，能实现C到G颠换的糖基化酶碱基编辑器 (Glycosylase base editors，GBE) 以及能同时编辑A和C两种底物的双碱基编辑器也已被开发出来。文中主要综述了几种DNA碱基编辑器的开发历程、研究进展及各自优点和局限性；介绍了DNA碱基编辑技术在生物医学以及农业中的成功应用案例，以期为DNA碱基编辑器的进一步优化和选择应用提供借鉴。