谢晓蕾 李求春

摘要 成簇的规律间隔的短回文重复序列（clustered regularly interspacedshort palindromic repeat，CRISPR）为原核生物构建了一种抵御外源DNA侵扰的防御机制，近年来成为国内外细菌研究者们的研究热点。在介绍CRISPR系统的研究历史、分布分类、结构特征的基础上，对其作用机制以及应用前景方面进行了综述。

关键词 CRISPR；原核生物；防御机制

中图分类号 S188 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）31-10845-03

Reasch Progress on Structure and Mechanism of CRISPR

XIE Xiaolei，LI Qiuchun* （College of Bioscience and Biotechnology，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009）

Abstract Clustered regularly interspaced short palindromic repeats（CRISPR），which provides effective resistance against foreign nucleicacid elements has become a hot spot in the research of bacteriologists both at home and abroad.On the basis of introducing the research history，distribution clsssification，structure and characteristics，the mechanism and application prospects of CRISPRsystem were reviewed.

Key words CRISPR； Prokaryote； Defense mechanism

在生物进化历史中，细菌一直受到诸多外源因素的侵扰，噬菌体是其中具有极大威胁的一种，因而细菌在生存压力下进化出了多种抵抗噬菌体干扰的机制，如DNA注入抑制、吸附抑制、无效感染等^[1]。在细菌体内，基因干扰途径可以通过基因序列保证自身基因的正常表达，同时维持基因组的完整性。该途径的重要性表现在真核生物中即为RNA干扰，另外在很多细菌和古生菌中也存在类似的干扰途径^[2]。短回文重复序列CRISPR及其相关Cas（CRISPR associated）基因为大多数细菌以及古细菌提供了一套新的免疫防御系统，以抵御外界遗传物质的入侵，从而维持自身遗传信息的完整性。任何免疫系统的基本要求之一就是能够产生免疫记忆，从而能有效地应对再次感染。CRISPRCas免疫系统的特征在于它能记录入侵的外源DNA序列，并以间隔序列的形式将其整合到自身的DNA序列中，从而产生免疫记忆。间隔序列经转录后形成一段短的反义RNA，可与再次入侵的外源DNA序列互补配对，并在Cas蛋白的作用下，使其降解^[3]，从而抑制外源DNA的转录和翻译，使噬菌体无法在细菌体内生存和繁殖。……