CRISPR/Cas9，革命性的诺贝尔奖得主基因剪刀

在自然界中，始终存在猎物和捕食者。在细菌的微观世界中，捕食者或者更确切地说是入侵者，以噬菌体为代表：其是攻击细菌的病毒，其将自己的遗传物质注入细菌开始复制。

为了保护自己免受这种不想要的攻击，细菌已经开发出一个巧妙的系统： 极其精确的分子“剪刀”，可以切断入侵者的DNA并使其失活，从而预防感染。

更令人惊讶的是，通过CRISPR/Cas9系统，细菌能够以遗传方式记忆已经发生的感染，从而使其能够对可能与病原体的第二次相遇做出迅速反应，并将这种反应传递给其后代。

CRISPR/Cas9（有时简称为CRISPR）是一个由两部分组成的复合体 ，其能够共同识别出目标DNA上的所需位点并对其进行剪切。

特别是：

• CRISPR参与识别要剪切的序列。这种识别是绝对特异性 ，并且由于一种特殊的RNA分子（称为引导RNA，其序列与DNA上待剪切位点的序列互补）而发生，可以在实验室中轻松修改该分子。顾名思义，引导RNA用于“定位”Cas9，络合物的另一个组成部分，指示在哪里进行断裂。

• Cas （后跟一个数字，通常是 9）是一种核酸酶，也就是一种用于剪切DNA的酶，并且实际上负责剪切目标分子。一旦与Cas9结合，引导RNA就充当一种“锚”，将Cas9停留在指定的DNA序列上。Cas9，其名称代表CRISPR相关*， 在所选位点上引入双螺旋断裂 ，并且可以对其进行编程，以便对细胞基因组进行特定更改。

CRISPR/Cas9是一个非常通用的基因编辑系统。CRISPR/Cas9络合物诱导DNA双螺旋发生断裂，从而激活高度保守的修复过程，最终导致目标基因失活。

这些过程也可用于在CRISPR/Cas9目标位点内插入新的遗传信息 ，或纠正病理突变。经过修改后，CRISPR/Cas9还可用于在DNA上传递可激活或抑制基因表达的因子。

CRISPR/Cas9的问世 彻底改变了生物医学研究，使基因编辑变成了一个快速且简单的程序。从临床角度来看，这种新形式的分子医学的精准度为许多疾病的治疗开辟了有趣的视角。

最终，诺贝尔奖授予了一条漫长而良性的研究道路，最大成就是实现了CRISPR/Cas9作用机制的分子表征以及首次演示如何将该系统用于靶向基因编辑。

CRISPR/Cas9系统用途广泛且方便快捷，是许多应用的理想选择。应用范围从生物医学研究到治疗和诊断，从动物疾病模型的生成到农学和动物学中的靶向基因修饰。

在CRISPR/Cas9（或B.C.，在CRISPR之前）之前，还有其他靶向基因编辑系统。其中比较有效的是锌指核酸酶（或ZFN）和TALEN，这两种基因编辑系统仍在使用并已投入临床。

与CRISPR/Cas9不同，ZFN和TALEN的编译更为复杂 ，因此应用不太普遍。然而，它们的应用范围在很大程度上与CRISPR/Cas9重叠。基于从ZFN和TALEN获得的十年研究和临床经验，使CRISPR/Cas9得以快速发展。