[情報] 最新DNA編輯技術-CRISPR/Cas9
最近在看的，學弟妹們可以看一下喔，應該是未來的趨勢了
來源網址
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=55722
「DNA編輯大師」張鋒與CRISPR/Cas9基因編輯技術（上）
Posted on 2014/08/26 in 分子生物, 生命科學, 生物科技, 遺傳工程
國立臺灣大學醫學院生理所林世青專任研究助理
麻省理工學院的張鋒（Zhang Feng）教授憑藉其發展的CRISPR（Clustered, Regularly
Interspaced, Short Palindromic Repeats）/Cas9（CRISPR-Associated Protein 9）系
統，年僅32歲即榮獲2013年《自然》雜誌評選之年度新聞人物首位，並獲得「DNA編輯大
師」之稱號（"365 days: Nature's 10," 2013）。
究竟這令人折服的基因編輯技術的發展過程為何呢？西元1987年時，科學家在細菌內發現
一種特殊核酸內切酶，命名為CRISPR/Cas9，其會辨認外來的DNA並加以切割降解，被認為
是細菌用以抵抗病毒感染的防禦機制（Ishino, Shinagawa, Makino, Amemura, &
Nakata, 1987; Bhaya, Davison, & Barrangou, 2011），若能在病毒感染的第一時間內
就將其DNA降解，即可有效阻止病毒複製。
而到了2012年時，科學家解開了Cas9對於目標DNA的辨認機制，並成功藉由人工方式修改
其專一性，讓整個技術有了飛躍性的突破。其發現Cas9會與其導引RNA（small-guiding
RNA）結合後得到辨認目標序列的能力，從而結合並切割目標DNA，科學家只需要修改導引
RNA的序列，即可改變Cas9的專一性，命令其轉而裁切另一不同序列的DNA（Jiang,
Bikard, Cox, Zhang, & Marraffini, 2013; Jinek et al., 2012）。過去使用的基因剔
除技術：鋅指核酸酶（zinc-finger nuclease, ZFN）或TALEN標靶基因剔除工具等，都必
須經由繁複多步驟的基因工程，拼裝出能夠辨認目標序列的蛋白區位，才得以用來辨認並
切割特定序列（Gaj, Gersbach, & Barbas, 2013）。相較之下，因合成特定序列DNA或
RNA的技術較拼裝重組蛋白更為成熟且有效率，僅需數日便可得到特定序列產物，令
CRISPR/Cas9的實行上較ZFN或TALEN更為方便快速。
張鋒教授的重大貢獻之處，即在於將本來不起眼的CRISPR/Cas9的細菌免疫系統改造成為
一套簡單廉價的基因改造工具（Hsu, Lander, & Zhang, 2014），並發現這套系統可以被
用於原核或真核細胞的基因編輯，使得我們可以很簡單地自行在實驗室編輯各類常見模式
生物，包括酵母菌（DiCarlo et al., 2013）、線蟲、果蠅（Kondo & Ueda, 2013）、阿
拉伯芥、斑馬魚、小鼠、大鼠、乃至人類細胞的基因（Sakuma, Nishikawa, Kume,
Chayama, & Yamamoto, 2014）。
CRISPER/Cas9 基因編輯流程：Cas9含有兩個內切酶作用位，當作用DNA與特定序列之導引
RNA結合後，Cas9可同時切割該處雙股DNA，造成DNA斷裂並啟動細胞本身的修復機制，此
時有一定機率會使用人工給予的外來模板修復該處，達到基因修飾目的，由此方法可建立
基因修飾之各種模式生物，或往後應用於基因療法。（來源：作者自繪 ）
文獻連結
Development and Applications of CRISPR-Cas9 for Genome Engineering
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4343198/
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