近日，我校免疫化學(xué)研究所劉佳副研究員應(yīng)邀在權(quán)威雜志《Cold Spring Harbor Perspectives in Biology》作為共同通訊作者參與發(fā)表了題為“Genome-Editing Technologies: Principles and Applications”的綜述文章。

這篇綜述總結(jié)并比較了目前基因編輯常用的四種分子工具：歸巢核酸內(nèi)切酶（homing endonuclease）、鋅指蛋白核酸酶（zinc finger nuclease, ZFN）、TALEN以及CRISPR/Cas9。這些核酸酶可被人工改造，用于識(shí)別并切割基因組中的特定序列，造成雙鏈DNA的斷裂，以實(shí)現(xiàn)基因的移碼敲除、缺失、外源基因插入、單個(gè)核苷酸替換等。除了介紹這四種“分子剪刀”的基本原理外，此篇文章還總結(jié)歸納了它們的一系列應(yīng)用，如細(xì)胞系構(gòu)建、模式動(dòng)物構(gòu)建、藥物靶點(diǎn)篩選、疾病治療等，并對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行了展望。

此外，這篇綜述還對(duì)核酸酶的細(xì)胞呈遞方式進(jìn)行了討論。雖然CRISPR/Cas9等工具十分高效，但是如何能將這些核酸酶安全、高效的運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞中（特別是在體內(nèi)等復(fù)雜環(huán)境下），一直是基因編輯領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。Thomas Gaj博士在斯克里普斯研究所攻讀博士期間首次證明了純化的ZFN蛋白質(zhì)可以對(duì)動(dòng)物細(xì)胞基因組實(shí)現(xiàn)基因編輯，而劉佳博士將此方法延展到了TALEN以及CRISPR/Cas9上。相比傳統(tǒng)的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染、核轉(zhuǎn)染以及病毒轉(zhuǎn)染等方式，基于純化核酸酶蛋白質(zhì)的基因編輯具有效率高、“脫靶效應(yīng)”低的優(yōu)點(diǎn)，因而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

此篇綜述中，加州大學(xué)伯克利分校Thomas Gaj博士為第一及共同通訊作者，斯坦福大學(xué)Shannon S. Sirk博士為第二作者，我校2014級(jí)研究生水賽蘭為第三作者，劉佳博士為共同通訊作者。綜述邀請(qǐng)人及編委為諾貝爾獎(jiǎng)得主Hamilton O. Smith等四名教授。

四種核酸酶的工作原理