CRISPR-Cas核酸酶家族的系统分类及挖掘方法研究进展

摘要

CRISPR-Cas系统是细菌、古菌以及噬菌体抵抗外源核酸入侵的一种适应性免疫系统，在真核细胞基因组编辑中具有广泛应用，并在基础科研、遗传病治疗、动植物育种等领域取得了重要成果。伴随着基于序列或结构的挖掘方法的不断开发和迭代，科学家们从原核生物基因组数据库及环境宏基因组数据库中鉴定出了一系列编辑特性丰富、适用于不同编辑场景需求的CRISPR-Cas家族，极大地扩充了可用的基因编辑工具箱。目前，已鉴定的CRISPR-Cas系统涵盖几十个亚型，在哺乳动物细胞中可用于基因编辑的工具酶及其突变体多达数百种。除了少数代表性工具酶已被广泛应用外，多数具有不同编辑特性的核酸酶的潜力仍待进一步开发。本文系统总结了当前CRISPR-Cas系统的分类方法及各家族在基因编辑中的应用特性，同时对全新的CRISPR-Cas系统的挖掘和新型基因编辑工具的开发进行了展望，期望为未来新系统的研究提供参考依据。

关键词

基因编辑 / CRISPR-Cas / 系统分类 / 新系统挖掘