CRISPR_Cas9_基因编辑技术简介-ppt课件.ppt

基因编辑技术基因编辑技术CRISPR/Cas92020/12/2711987年，日本大阪大学（OsakaUniversity）在对一种细菌编码的碱性磷酸酶基因进行研究时，发现在这个基因编码区域的附近存在一小段不同寻常的DNA片段，但一直不清楚功能后来的研究发现，这种重复序列广泛存在于细菌和古细菌中2002年才正式命名为成簇的规律间隔性短回文重复序列CRISPR(Clusteredregulatoryinterspacedshortpalindromicrepeats).2013年之后，研究者们在science和nature等国际著名杂志上发表多篇文章介绍CRISPR/Cas9系统，并且已成功在人类、小鼠、斑马鱼等物种上实现精准的基因修饰1.CRISPR/Cas系统概述2020/12/272精品资料2020/12/273你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”2020/12/274已测序的接近90%的古细菌和40%的细菌的基因组或是质粒中至少存在CRISPR基因座。

根据Cas基因核心元件序列的不用，CRISPR/Cas免疫体统分为3中类型：型、型和型型和型CRISPR/Cas免疫系统需要多个Cas蛋白形成复合体切割DNA双链，而型CRISPR/Cas9免疫系统只需要一个Cas9蛋白来切割DNA双链，目前型系统是被改造的最成功的人工核酸内切酶1.CRISPR/Cas系统概述1.1CRISPR的分布与分类：的分布与分类：2020/12/275CRISPR/Cas系统是很多细菌和大部分古细菌的天然免疫系统，通过对入侵的病毒和核酸进行特异性的识别，利用Cas蛋白进行切割，从而达到对自身的免疫1.2CRISPR系统获得：系统获得：1.CRISPR/Cas系统概述2020/12/2762.CRISPR/Cas系统结构2.1CRISPR/Cas 主要由两部分组成：主要由两部分组成：2020/12/2772.2CRISPR结构：结构：CRISPR是一种特殊的DNA重复序列家族，广泛分布于细菌和古细菌基因组中CRISPR位点通常由短的高度保守的重复序列(repeats)组成，重复序列的长度通常为21-48bp，重复序列之间被26-72bp间隔序列(spacer)隔开。

CIRSPR通过这些间隔序列(spacer)与靶基因进行识别2.CRISPR/Cas系统结构2020/12/2782.3Cas家族：家族：Cas(CRISPRassociated)存在于CRISPR位点附近，是一种双链DNA核酸酶，能在guideRNA引导下对靶位点进行切割它与fokI酶功能类似，但是它并不需要形成二聚体才能发挥作用2.CRISPR/Cas系统结构2020/12/279uCRISPR基因座的表达（包括转录和转录后的成熟加工）u当该噬菌体再次入侵细菌时，CRISPR簇首先转录为长的crRNA前体，然后逐步加工成小的成熟的crRNA.uCRISPR/Cas系统活性的发挥或外源遗传物质的干扰ucrRNA结合相关的Cas蛋白后，形成crRNA-Cas蛋白复合体，通过碱基互补配对精确地与目标DNA相结合，随后Cas蛋白对目标DNA进行断裂和降解3.CRISPR/Cas9系统作用机制2020/12/27104.CRISPR/Cas9系统Type 因其简单性及可操作性，被改造成有力的基因工程工具-CRISPR/Cas9现在广泛使用的CRISPR/Cas9系统来源于酿脓链球菌TypeII系统具有以下特点：u在CRISPR/Cas基因座上游会表达tracrRNA;utracrRNA会参与crRNA的加工，这个工程亦需要RNaseIII的参与；utracrRNA会与crRNA形成二聚体指导Cas对双链DNA的切割。

2020/12/2711Cas9是一种核酸内切酶,其具有：RuvC和HNH两个内切酶活性中心Jinek等发现Cas9在细菌和试管里对双链DNA具有强烈的切割能力,但是这种切割能力需要的crRNA和tracrRNA介导4.CRISPR/Cas9系统2020/12/2712Jinek等创造性的把crRNA和部分tracrRNA融合成一条嵌合的RNA链,使其同时具有crRNA和tracrRNA的特性,随后的切割实验表明,这条嵌合的RNA同样可以引导Cas9切割目标DNA现在普遍使用的都是crRNA和全长tracrRNA融合体,简称sgRNA(singleguideRNA)4.CRISPR/Cas9系统2020/12/27134.CRISPR/Cas9系统酿脓链球菌2020/12/27144.CRISPR/Cas9系统2020/12/2715CRISPRDesignTool:E-CRISPR:ZiFiT:Cas9Design: al.20146.降低脱靶效应添加同源臂(homologyarm,HR)2020/12/2721NicolasWyvekenset al.2015FoKI-dCas96.降低脱靶效应2020/12/2722FengZhanget al.20156.降低脱靶效应CRISPR/Cpf1系统Cpf1系统更简单一些，它只需要一条RNA。

Cpf1酶也比标准SpCas9要小，使得它更易于传送至细胞和组织内Cpf1以一种不同于Cas9的方式切割DNACas9切割留下“平端”（bluntends）Cpf1复合物生成的两条链切口是偏移的，在裸露端留下了短悬端（overhang）这预计有助于精确插入Cpf1切口远离识别位点Cpf1IsaSingleRNA-GuidedEndonucleaseofaClass2CRISPR-CasSystem2020/12/27237.视频：基因编辑CRISPR-Cas9原理2020/12/2724thank you2020/12/2725知识回顾知识回顾Knowledge Knowledge ReviewReview祝您成功！2020/12/2726。