CRISPR 到底是一種怎樣的技術？

1樓：源井生物bio

CRISPR/Cas9系統的原理是利用gRNA特異性識別靶序列，並引導Cas9核酸內切酶對靶序列的PAM上游進行切割，從而造成靶位點DNA雙鏈斷裂，隨之利用細胞的非同源末端連線（NHEJ）或同源重組（HDR）的方式對切割位點進行修復，實現DNA水平的敲除、敲入或點突變。CRISPR-U技術比普通CRISPR/Cas9技術的基因切割效率更高，同時可以大幅度提公升同源重組效率，輕鬆實現細胞和動物水平的基因敲除（KO）、基因點突變（PM）和基因敲入（KI）。

2樓：胡春雨

簡單來講，就是一把剪刀，可以剪斷基因鏈、替換基因片段、縫合基因鏈，從而創造基因新組合，影響物種的性質，比如發光的老鼠、排洩柴油的細菌等等吧。

3樓：傾卿我心

CRISPR /cas9基因剪刀

這是一種CRISPR-Cas9介導的基因組精確編輯技術。

基因組編輯技術是一種可以在基因組水平上對DNA序列進行改造的遺傳操作技術，這種技術的原理就是構建乙個人工內切酶，在預定的基因組位置切斷DNA，切斷的DNA在被細胞內的DNA修復系統修復過程中會產生突變，從而達到定點改造基因組的目的。通過修復途徑，基因組編輯技術可以實現三種基因組改造，即基因敲除，特異突變的引入和定點轉基因。

在CRISPR/Cas9的Ⅱ型系統中將Cas9中的切割域突變，會使Cas9蛋白失去對DNA的切割活性，但不影響其與DNA結合的能力。這種失去DNA切割活性的Cas9蛋白被命名為Dead Cas9。將dCas9與gRNA在細胞中共表達，則gRNA可以介導dCas9蛋白與DNA結合。

如果dCas9結合到靶基因的閱讀框內，可阻斷RNA聚合酶的延伸作用；如果dCas9結合到靶基因的啟動子區域則可阻止基因轉錄的起始。

目前應用CRISPR-Cas9系統的研究主要集中在基因編輯方面。而Cas9真正的優勢主要在於它具有能夠將３種主要生物聚合物（DNA,RNA和蛋白質）結合在一起的特殊能力。各種功能性蛋白都可以通過與Cas9蛋白融合，然後利用gRNA的靶向作用結合到dsDNA的任意位點，發揮人們預期的功能

4樓：源井生物

5樓：安果巷

一、概念：

CRISPR序列：短回文重複序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeat sequences

Cas（CRISPR-associated sequence）CRISPR附近的一些基因，在不同的菌種之間普遍相似。該基因編碼的蛋白均可與CRISPR序列區域共同發生作用。

Cas9蛋白是乙個蛋白質大家族，彼此之間結構甚至功能比較相似的很多種蛋白質組成的集合。具有識別、解旋、剪下的功能，這些功能仰賴了Cas9蛋白中不同的結構域。

REC葉：識別功能

NUC葉：核酸酶功能

關鍵的結構域：

RuvC和HNH結構域發揮核酸內切酶的功能（即「剪刀」）；

REC1和REC2結構域的功能是識別與結合，將Cas9蛋白錨定在目標DNA上並沿線移動；

PI：PAM interacting，能識別並定位到PAM序列。

CRISPR-Cas系統：是細菌和古細菌在自然界生物長期的進化過程中，演化出了一種獨特的適應性免疫系統。CRISPR/Cas就相當於細菌的獲得性免疫，特異性高，只有入侵者先前已經侵染過一次，形成記憶後（當對方再次入侵時）才能採取抵抗措施。

在該系統中，一種稱之為 Cas 的限制性內切酶能在短鏈 RNA 的引導下，靶向降解外來入侵的 DNA 或 RNA。

RNaseIII：核糖核酸酶

PAM：原間隔序列毗鄰基序(protospacer-adjacent motif)

tracrRNA：小RNA稱作反式啟用的crRNA

1.外源DNA俘獲

Gas蛋白識別到PAM，捕獲PAM周圍的基因作為原間隔序列。Gas蛋白將原間隔序列剪下下來，並在其他酶的幫助下將他們插入到CRISPR的前導區的下游，他們即稱作間隔序列。然後DNA會進行修復，閉合雙鏈缺口。

2.crRNA合成

Crispr/Gas有三種模式：Type ⅠⅡⅢ；CRISPR/Gas9為TypeⅡ

CRISPR在前導區的指導下，轉錄成

①Pre-crRNA：整個CRISPR序列轉錄成

②tracrRNA：重複序列區轉錄

Pre-crRNA+Gas9蛋白+tracrRNA根據入侵者，選擇間隔序列RNA，在RNaseⅢ幫助下對pre-crRNA進行剪下，成為小分子crRNA（包含單一種類的間隔序列和部分重複序列）

3.靶向干擾

當宿主再被入侵者感染時，Cas9+crRNA+tracrRNA複合物掃瞄侵入者的DNA，識別出與crRNA互補的原間隔序列。複合物定向到PAM/原間隔序列區域，crRNA與原間隔序列結合形成R環，另一條鏈游離。Cas9蛋白對DNA進行剪下，HNH結構域負責切割與crRNA結合的DNA鏈，Ruvc負責切割另一條鏈。

6樓：syrinx結綠

可以來回答一下意義~

李曉江教授帶領的團隊做出了首例舞蹈症豬，用的就是CRISPR/Cas9的技術，文章已經在Cell上可查了~這裡面有很多人的參與和心血~

7樓：陳斌

這是我翻譯的美國化工協會關於crisrp的譯稿詳細介紹了這技術目前的發展狀況與瓶頸,

從中可見無論是CAR—T還是CRISPR遞送入人體的方式或者說臨床應用是目前最大瓶頸

。從目前狀況來看所有的資料都來自於體外實驗和白鼠實驗，在人體內尚未嘗試，結果可能並不如體外實驗這麼樂觀。

8樓：桔比

回答不了這個問題，只是說點感慨。09年稀里糊塗進了這個領域，真是沒有想到會火成這樣，不過感覺差不多已經到頂峰，開始衰退了～

9樓：你猜

看了各位大神的答案，然後我覺得如果題主你不是學生物學科的話，是完全理解不了這種東西的。=_=真的好專業。我決定用一種真的很好懂的方法來講（堅定的知乎手機使用者，排版什麼的請忽略）。

你以前肯定學過DNA雙螺旋結構吧？你知道DNA是由兩條鏈組成的對吧？這兩條鏈呢，是由ATCG四種鹼基組成的（我覺得這個你估計也知道，不知道忘了沒）。

它們就跟火車車廂一樣挨個連在一起，然後其中連續的若干個車廂算乙個火車，這列火車的意思就是可以合成乙個蛋白質。這個技術呢，就是把火車的某幾節車廂去掉了，雖然剩下的車廂還能連起來，但是這列火車就沒有臥鋪or餐車or硬座車廂了，然後它就不是乙個完整的火車了，就不能合成原來的蛋白質了。大概原理就是這樣，不過說實話，這項技術要運用到人體身上還是需要相當長的時間的，雖然我只學植物，但是我也知道實驗室內的技術如果要應用在生活中的話，要求是非常之高的，需要完全沒有後顧之憂沒有後遺症，但是這項技術確實是乙個相當有前途的技術～（我只是個學渣，而且我也並沒有在使用和學習這項技術，也只是知道個大概，如果有大神看不下去了請毫不客氣的指正～( . )）

10樓：Philip Yang

第乙個問題大家都說很多，我也學到了很多，我就不獻醜了。

第二個問題我要來潑一下冷水——個人比較悲觀：推動作用有限。

原因主要是其他答主也有提到的脫靶問題。

並且在我看來，脫靶問題不可能很好地解決，因為CRISPR本身是一種免疫系統。免疫系統是不能太精確的——因為那樣任何免疫原只要發生一點點最細微的變化，免疫系統就對它無能為力了，這樣的免疫系統是形同虛設的。相反，有一定程度脫靶效應的免疫系統在免疫原發生細微改變的時候仍然能夠生效。

後者在進化上更有優勢。

11樓：

隨著測序技術的發展，我們對基因組的了解已經非常深入，但這些都是結構上了解，對於功能，對於結構和表觀的直接聯絡，未知的還是大部分，而對於基因組的研究，現在我們要邁出的一步就是從結構走向表觀。要想真正了解乙個基因的功能，乙個DNA元件的功能，我們就需要利用這樣的技術來達到目的。簡單的說就是，我們要想知道某個基因到底是什麼功能以及這個基因發生突變會引起什麼樣的表觀變化，我們可以利用CRISPR技術敲掉這個gene，然後觀察表觀的變化。

ps：個人認為此技術應在未來獲諾貝爾提名，獲獎的話應有張峰乙份，嘻嘻

以上為個人拙見，如有不當，請各位指正~

12樓：

關於CRISPR的原理和介紹，請參照 @林宇翔關於應用以及意義，還有相當長的路要走：

1，研究上的突破：目前該技術還處於研究的階段，雖然很熱，但是離應用還有很多關鍵問題要解決；另外關於基因和疾病的聯絡，拿最簡單的單基因病為例，不到3000種疾病能得到相關基因突變，癌症，糖尿病，心臟病等這些更是眾多基因參與的調控過程；

2，民眾接受程度：乙個轉基因水稻大家都接受不了，更何況直接用到人身上了。那真的是像剛看的電影那樣，都是變異人了。

13樓：luxu

其實CRISPR這個現象，很早就被發現了，但是在真核細胞中的成功運用是最近的事。而且效率高是相對與之前的TALEN之類的技術。今年的幾篇文獻上說在動物中的效率可以到30%以上，但據我周圍的一些實驗室講，他們做的效率還是不到10%。

而且這個系統在植物中的效率也比較低，個位數的百分比吧，據說我們學校的某實驗室在菸草中已經有了不到5%的轉化效率，已經算很不錯了。

CRISPR 到底是一種怎樣的技術？

前任到底是怎樣一種存在？

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