贺帅 王淑辉 孙秀柱

（西北农林科技大学动物科技学院，杨凌 712100）

对生物体基因进行改造是提高动植物遗传育种效率的有效方式。在基因改造的研究进程中，科研工作者对生物体中基因的修饰和改造研究不断开拓。1989年，Thomas等［1］利用同源重组（Homologous recombination，HR）技术实现小鼠的基因打靶；Urnov等［2］于2005年使用锌指核酶（zinc-finger nucleases，ZFNs）技术对T细胞基因组基因编辑；Nakajima等［3］于2010年使用转录激活样效应因子核酸酶（Transcription activator- like effector nucleases，TALENs）技术靶向切割双链DNA；2012年，随着成簇规律间隔短回文重复序列/成簇规律间隔短回文重复序列关联蛋白9（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated proteins，CRISPR/Cas9）的发现至今，逐渐成为基因编辑研究中最为普遍的工具［4］。相比于HR，ZFN和TALEN技术基本实现基因的定点编辑，但是，这两种基因编辑技术需要组装识别切割区域DNA的结合蛋白体，相比于通过小向导RNA（Small guide RNA，sgRNA）与DNA碱基互补配对确定编辑靶向关系的CRISPR/Cas9核酸酶系统，难度和门槛要高得多［5］。

CRISPR/Cas9技术利用一段长度为20 nt左右的sgRNA引导Cas9核酸酶对目标DNA进行切割，引起DNA的修复进而改变目标DNA基序。碱基序列的排布是DNA信息含量丰富度的主要因素，然而基因组的表观修饰也提升了DNA的信息含量。包括被称为第5种碱基的5甲基胞嘧啶（5mC），被称为第6种碱基的5羟甲基胞嘧啶（5hmC），以及5甲酰胞嘧啶（5fC）和5羧基胞嘧啶（5caC）被更多地研究，为探索DNA的结构和功能提供有效的理论基础［6］。H3、H4组蛋白修饰通过调节染色质结构参与到基因的表达调控［7］。跨越过去20年的大量研究证据呈现了丰富的表观遗传机制，包括发现DNA修饰，组蛋白翻译后修饰（PTM）和非编码RNA（ncRNA）与表型相关的大量结果［8-10］。……