CRISPR/Cas12a基因编辑技术在植物中的研究进展

　　

摘要：

CRISPR/Cas系统是细菌和古生菌长期进化形成的适应性免疫系统，科研人员对其进行开发和优化，建立了CRISPR/Cas9基因编辑技术、CRISPR/Cas12a基因编辑技术、单碱基编辑技术和引导编辑技术，为生命科学研究提供了众多基因编辑工具。这些基因编辑工具能够高效精准地编辑目的基因组，产生各种类型的突变体，在基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗以及作物育种等领域展现出巨大的应用潜力。CRISPR/Cas12a作为Ⅱ类Ⅴ型成员，Cas12a（Cpf1）核酸酶分子量较小，识别TTTV PAM序列，仅依赖单个crRNA结构，且无需tracrRNA的加工，操作简单以及具有多基因编辑等优点备受关注。CRISPR/Cas12a基因编辑技术自开发以来，已经成功应用在各种动植物基因组编辑中，为基因治疗及作物育种等提供重要技术支撑。本文详细介绍了CRISPR/Cas12a基因编辑技术的原理及基于CRISPR/Cas12a开发的碱基编辑和引导编辑技术，重点阐述了通过提高基因编辑效率、扩展靶向编辑范围和提高特异性等方面对CRISPR/Cas12a进行优化的策略，着重总结了该技术在植物遗传改良方面的应用，以期为CRISPR/Cas12a在植物中的进一步应用提供参考。