2020 年诺贝尔化学奖重磅公布,这项大奖颁给了法国微生物学家 Emmanuelle Charpentier 和美国生物学家 Jennifer Anne Doudna,以表彰她们开发了一种基因组编辑方法——Crispr/Cas9。 Crispr/Cas9
RNAi
RNA 干扰(RNA interference,RNAi)是指小分子双链 RNA 可以特异性地降解或抑制同源 mRNA 表达, 从而抑制或关闭特定基因表达的现象。
1)从抑制基因表达的效率上来讲,RNAi 是在转录后水平降低基因表达,而 Crispr/Cas9 则可以靶向 DNA 并改变或敲除基因表达。有些时候可能需要 Crispr/Cas9 来完全敲除,以免残留的低水平蛋白表达造成任何不确定的影响。例如在癌细胞中,某些基因有多个转录本的情况下,这种完全敲除就很有效。当然,在某些情况下敲低可能是更好的选择。例如,某些基因是细胞生长所必需的,完全敲除会造成细胞致死,导致基因功能难以研究,相比之下敲低则可以更好地模拟药物对靶点的抑制。 2)从脱靶效应上来讲,RNAi 和 Crispr/Cas9 都有脱靶效应的风险。因为 shRNA 或 sgRNA 均可靶向带有互补种子区的序列,造成依赖序列的脱靶效应。此外,RNA 还表现出不依赖序列的脱靶活性。两者相比,由于 CRISPR 系统必须在转录起始位点附近才能发挥作用,其脱靶效率要远低于 RNAi。 3)从操作的难易程度上来讲,Crispr/Cas9 需要将 Cas9 和 sgRNA 一起导入细胞,而 RNAi 则不需要另外的蛋白因子,转染相对比较快速简单,能够迅速引起表型变化。不过随着技术的快速发展,递送载体和 sgRNA 设计的改进,相信未来 Crispr/Cas9 技术会得到更广泛地应用。 通过分析两者的优缺点,小恒总结出 Crispr/Cas9 有以下特点和优势: • 靶向精确性更高。sgRNA 靶向序列必须和基因组序列完全匹配,Cas9 才会对 DNA 进行剪切。 • 可靶向 DNA 并且完全敲除基因的表达。 • 无物种限制。 • 可以实现对多个靶点同时敲除。 Reference [1] Cong, L.; Ran, F.A.; Cox, D.; Lin, S.; Barretto, R.; Habib, N.; Hsu, P.D.; Wu, X.; Jiang, W.; Marraffifini, L.A.; et al. Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science 2013, 339, 819–823. [2] Garneau, J.E.; Dupuis, M.E.; Villion, M.; Romero, D.A.; Barrangou, R.; Boyaval, P.; Fremaux, C.; Horvath, P.; Magadán, A.H.; Moineau, S. The CRISPR/Cas bacterial immune system cleaves bacteriophage and plasmid DNA. Nature 2010, 468, 67–71 [3] Wilson, R.C.; Doudna, J.A. Molecular mechanisms of RNA interference. Annu. Rev. Biophys. 2013, 42, 217–239. 目前汉恒提供的 Crispr/Cas9 服务有: 【单克隆敲除细胞株】和【gRNA 载体现货】
|