基
因魔剪CRISPR/Cas9是细菌和古细菌在长期演化过程中形成的一种适应性免疫防御，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas9系统通过将入侵噬菌体和质粒DNA的片段整合到CRISPR中，并利用相应的CRISPRRNAs(crRNAs)来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。
此系统的工作原理是crRNA(CRISPR-derivedRNA)通过碱基配对与tracrRNA(trans-activatingRNA)结合形成tracrRNA/crRNA复合物，此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双链DNA。而通过人工设计这两种RNA，可以改造形成具有引导作用的sgRNA(shortguideRNA)，引导Cas9对DNA的定点切割
工作过程
CRISPR的应用
在肿瘤中的应用
01
CRISPR/Cas9技术能通过功能缺失和功能获得的方式敲除维持肿瘤细胞生存以及耐药机制中所必须的基因，或者修复导致肿瘤形成和发展的突变基因，可广泛用于肿瘤治疗的应用中。人类肿瘤中有五分之一是由于病原体感染引起的，通过CRISPR/Cas9技术敲除病毒致癌基因或者使其失活，可以达到干扰甚至逆转病毒感染导致肿瘤形成的过程的目的。利用CRISPR/Cas9技术靶向敲除小鼠人前列腺癌模型和肝癌模型中的MAN2A1-FER融合基因，使肿瘤大小减小30%，且没有转移。CRISPR/Cas9技术也可用来修复突变的抑癌基因,抑制肿瘤细胞的生长。CRISPR/Cas9技术也能通过对肿瘤微环境中的细胞如T细胞进行改造，使其对体内肿瘤细胞重新产生杀伤作用。CAR-T(chimericantigenreceptor-T)治疗白血病的效果已经得到了公认，而经过基因编辑的CAＲ-T细胞也是未来肿瘤免疫治疗发展方向之一，CRISPR/Cas9技术能根据每个患者的个体情况对CAR-T进行改造，将极大促进个体化用药的发展。
02
在艾滋病治疗中的应用
CCR5是功能性治疗艾滋病的理想靶点，在人造血干细胞上敲除CCR5基因，移植修饰后的细胞使机体源源不断的产生CCR5缺失的外周血细胞，从而获得对CCR5嗜性的HIV-1病毒产生抵御能力，该方案有望成为高效、可行的控制艾滋病的新策略。
在植物育种中的应用
03
与作物产量相关的基因位点借助CRISPR-Cas9进行多重编辑，可以获得各优异等位聚合且表现出理想株型的作物突变株系，进而实现作物产量快速且进一步的提高；在作物抗性相关农艺性状改良中，采用CRISPR-Cas9系统对一些已知功能的负调控因子或敏感基因进行编辑来快速地培育不携带外源导入片段的各种抗性材料。此外，CRISPR/Cas9系统的设计简便和低成本使其在全基因组水平进行定向编辑成为可能。只需要设计靶向全基因组的大规模sgRNA文库，就能快速建立覆盖全基因组的突变体库。鉴于突变位点发生在sgRNA靶向区域，因此结合高通量测序技术，就可以实现成千上万单株靶点等位基因的检测。
最
新
进
展
来自斯坦福大学的科学家们通过研究发现了一种新方法能够修饰小鼠肺部中的一对癌症相关基因，随后还能精确追踪肿瘤中的每一个细胞，这种组合性技术或能明显加速癌症领域的研究以及药物的开发；相关研究最终能够帮助科学家们模仿并且在实验室外部研究肿瘤中细胞的遗传多样性。
这种组合性的方法对于未来研究人员进行癌症药物检测也非常重要，目前很多制药公司都希望能同时对成千上万个肿瘤突变进行药物检测，癌观察哪些突变的肿瘤会对疗法产生反应；研究者Petrov表示，研究同时还能帮助理解为何有时候靶向疗法和免疫疗法在病人身上作用效果很好，为何有时候作用效果却非常差；后期研究人员还希望能够进行更为深入的研究来改善这种新型组合性的疗法，以便其能更加有效地追踪肿瘤的生长。
