让IT界大佬也情有独钟的CRISPR技术

2014年10月访谈，当比尔•盖茨被问及他觉得“两三个还不为世人所熟知但值得引起注意的事物”，他的回答只有一个：CRISPR技术, 还是CRISPR技术。

CRISPR技术究竟有多强大, 让这位IT界的大佬也情有独钟?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)最早在细菌和古细菌中被发现，是成簇的、规律间隔的短回文重复序列。在CRISPR 位点附近，还存在一系列CRISPR相关基因(CRISPR-associated, Cas)。科学家认为CRISPR-Cas系统很可能是是生物体为应对病毒和质粒不断攻击而演化来的获得性免疫防御机制，因为它不但具有真核细胞的特异性和记忆性，还具有原核细胞特有的可遗传性。

科学家利用CRISPR系统的机理研发基因工程技术，成功地对动植物细胞的目标基因进行添加、删除、激活或抑制。鉴于操作简便又高效，CRISPR技术如风暴般席卷全球，成为最热门的新一代基因组编辑工具。构建一只转基因小鼠，使用传统的基因编辑方法需要半年时间，而使用CRISPR技术，一个月就能搞定！

随着科技与应用的迅猛发展，CRISPR技术也在不断更新与完善。其中II型CRISPR/Cas免疫系统依赖Cas9内切酶家族靶向和剪切外源DNA，默克集团Sigma-Aldrich公司由此推出了继锌指核酸酶(ZFN)之后的第二款基因组编辑工具CRISPR/Cas9系统——利用可定制的RNA-核酸酶复合物来实现基因组特定位点的编辑，这让研究人员能以更快、更经济的方式筛选目的基因。

科学家发现，与TALENs (转录激活样效应核酸酶)相比，CRISPR不仅能精确有效地编辑人类干细胞，并且在实验的所有靶基因上具有更显著的效应。此外，一个研究小组利用开发的多重CRISPR/Cas9系统同时对5个不同基因进行编辑，实现了CRISPR多任务操作。

默克集团Sigma-Aldrich独有的在线设计工具让用户可根据CRISPR/Cas靶定的要求，识别人、小鼠和大鼠外显子中的最佳靶位点，从而最大限度减少了脱靶效应。

为研究如虎添翼的CRISPR产品：

• Cas9/gRNA单质粒系统

Sigma将传统的双质粒体系改造成单质粒载体系统，大大降低转染难度，最大限度地增加转染效率；通过2A肽策略使GFP与Cas9共表达，可以实现对阳性细胞的富集，给您带来事半功倍的效果；优化配置的启动子则可大大提高gRNA和Cas9在细胞内的表达效率。

• Cas9-D10A双切口酶系统

经过改造的Cas9-D10A双切口酶配合使用一对gRNA，分别在相对的两条DNA链上产生切口，从而形成功能性的双链断裂。这种设计能最大限度降低脱靶效应。

• 高度纯化的RNA系统

纯化的gRNA和Cas9 mRNA直接用于胚胎显微注射，可避免启动子不兼容性和质粒随机整合的风险，尤其适用于胚胎注射以及对dsDNA敏感、存在启动子细胞不兼容的细胞。

此外，还有适合各类CRISPR产品的阳性和阴性对照，以及详细的技术介绍和应用说明。

获取更多CRISPR/Cas9技术信息和参考文献

默克集团Sigma-Aldrich公司获得了由隶属于麻省理工学院和哈佛大学的Broad研究所授予的CRISPR/Cas9技术非独占许可知识产权，从而可以制造、使用并分销先进的基因编辑工具CRISPR/Cas9，并将其应用于多项研究中，包括改良植物和动物模型、定制细胞系和对CRISPR/ CAS高通量基因筛选。