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综述:光控CRISPR:基因编辑与调控的新前景
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:TRENDS IN Biotechnology 14.3
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这篇综述系统阐述了光控CRISPR(Opto-CRISPR)技术的原理与应用,该技术通过整合光遗传学(optogenetics)与CRISPR/Cas9系统,实现了基因编辑的时空特异性调控。文章重点探讨了光控机制如何降低脱靶效应,并展望了其在代谢工程改造和疾病治疗(如精准药物递送)中的突破性潜力。
光控CRISPR(Opto-CRISPR)技术将光遗传学与CRISPR/Cas系统的优势相结合,通过光信号远程调控特定基因的表达或编辑。光的时空精确性有效缓解了CRISPR/Cas系统的脱靶效应,而多样化的光学控制机制则大幅提升了该系统的灵活性和功能性,为生命科学领域复杂问题的探索提供了高效工具。值得注意的是,Opto-CRISPR在调控代谢通量以增强化学合成方面展现出显著潜力,同时为疾病治疗(如基因操作、药物精准控释及协同药效开发)带来了前所未有的机遇。
成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)技术是基因编辑领域的里程碑,但传统CRISPR/Cas系统受限于时空控制的不足。光控CRISPR技术的出现为这一难题提供了创新解决方案。该技术通过光敏蛋白与CRISPR组件的耦合,实现了细胞和生物体内基因编辑的动态时空特异性调控。本文不仅解析了Opto-CRISPR的工作原理(如光诱导二聚体系统与分裂Cas9的设计),还系统梳理了其在基础研究(如基因回路构建)和临床应用(如肿瘤光控治疗)中的最新进展。尽管存在光穿透深度限制等挑战,Opto-CRISPR仍被视为下一代精准基因调控的核心技术。
(注:全文严格基于原文内容缩编,未添加非原文信息,专业术语均按原文格式标注,字符上下标已按要求处理。)
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