CRISPR/Cas9基因编辑技术的工作机制简单来说可以分为三步：第一步记录目标DNA的信息，第二步通过向导RNA带路敲除掉目标DNA的部分片段，第三步引入来自供体的新DNA分子。
在CRISPR/Cas9技术中，基因编辑的实现需要两个工具，即向导RNA(guide RNA，gRNA)和Cas9核酸酶。如图1所示，在待敲除目标基因的上下游可各设计一条向导RNA，即向导RNA1和向导RNA2。向导RNA1和RNA2均记录有目标DNA的信息，它们可以通过碱基互补配对的方式分别靶向目标DNA中PAM附近的目标序列，当配对完成，Cas9就会使用微小的分子剪刀剪下目标DNA片段的两端，从而使该基因上下游的DNA双链断裂。
对于DNA双链的断裂这一生物事件，生物体自身存在着DNA损伤修复的应答机制，会将断裂上下游两端的序列连接起来，从而实现了细胞中目标基因的敲除。
图1 CRISPR/Cas9技术敲除掉部分基因原理
在敲除目标基因片段后，如果要插入新的DNA片段或实现定点突变，那么只需要在上一步的基础上添加一段携带有预期序列的DNA, 一旦CRISPR/Cas9系统的剪切完成，这个新的DNA模板就能与剪切端头配对重新组合或用新版替代原有序列。如图2所示。
图2 CRISPR/Cas9技术插入新基因原理图
这些基因编辑既可以在培养细胞或者干细胞中完成，也可以在受精卵中进行。如果将经过基因编辑的受精卵细胞导入代孕母体中，就可以实现基因编辑动物模型的构建，当然，也包括人类。
本文来自：
特别声明：本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或其它相关事宜，请与我们接洽。
[责任编辑：云光]
