Cas蛋白分类和干扰复合体特性2024-05-15 08:46:13
2013年，Konermann等利用TALEN技术，通过光敏蛋白CRY2与TALE融合，开发了光诱导的双杂交转录效应物系统LITE，在小鼠神经元细胞中成功实现了可逆的内源基因表达及染色质表观修饰调控。成簇规律间隔的短回文重复序列技术CRISPR/Cas系统是细菌的一种抵抗外源病毒的获得性免疫防御机制。外来的短核苷酸序列整合到CRISPR位点后转录加工成crRNA和tracrRNA，用于识别特异的DNA序列，与核酸酶Cas融合后，实现对靶序列的切割。目前已发现大量不同类型的CRISPR/Cas系统，根据Cas蛋白分类和干扰复合体特性，将其分为2个大类，共6种类型，其中Class1包含了typeI、III和IV，Class2包含了typeII、typeV和typeVI。TypeI和III均通过多个Cas蛋白组成的复合体来发挥干扰，TypeII、V、VI是通过单个Cas蛋白来发挥干扰作用。与ZFN和TALEN相比，CRISPR/Cas系统操作简单且高效特异，因此在基因动态过程的调控以及细胞命运的操纵中被广泛应用。
Cas9蛋白的HNH、Ruv C结构域分别切割DNA目标链和非目标链，导致双链断裂，当这两个核酸酶结构域同时发生突变处于失活状态时，Cas9蛋白会失去剪切DNA的能力，但仍然能在sgRNA的引导下与DNA特异性结合，这种核酸酶失活的Cas9蛋白被称为dCas9蛋白。将dCas蛋白与不同效应物融合进行工程化改造，可以实现序列特异性基因组调控，衍生出基因沉默及激活工具：CRISPRi和CRISPRa，已被广泛应用于基因调控、基因组成像、表观遗传调控等方面。
出自《合成生物学在干细胞工程化改造中的研究进展》作者:蔡冰玉，谭象天，李伟。
