朱家佳,龙鼎新

(南华大学公共卫生学院,中国湖南衡阳421001)

钙蛋白酶(calpain)是一组高度保守的特异性Ca2+依赖性细胞内中性蛋白酶,其活性主要与细胞内Ca2+浓度有关[1,2]。Calpain在机体的生理过程中发挥着重要作用,其不仅与细胞内蛋白质的水解有关,还参与细胞自噬、细胞周期调控与凋亡、细胞骨架重构、葡萄糖转运、细胞信号转导等正常的生理过程[3,4]。自Guroff[5]在大鼠的脑组织中首次发现一种可溶性Ca2+依赖的中性蛋白酶以来,研究者们越来越关注这种蛋白酶在体内的作用。目前,研究发现在哺乳动物中calpain存在15种亚型,其中,calpain1(μ-calpain)和 calpain2(m-calpain)在体内广泛表达,且研究也较为广泛[6]。Calpain1和calpain2主要由80 kD的大亚基和30 kD的小亚基(calpain small subunit 1,CAPNS1)组成,CAPNS1是calpain1和calpain2活性所必需的,而且也是细胞迁移、凋亡和存活所必需的[7]。

基因编辑技术是指在基因组水平精确地进行基因编辑,其是通过精确识别靶细胞DNA片段中靶点的核苷酸序列,利用核酸内切酶对DNA靶点序列进行切割,从而完成对靶细胞DNA目的基因片段的敲除、加入等过程。继锌指核酸酶(zincfinger nuclease,ZFN)和转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease,TALEN)基因编辑技术之后,第三代基因编辑技术CRISPR/Cas技术是目前运用最为广泛的基因技术。相比ZFN和TALEN,CRISPR/Cas技术具有成本低、可同时进行多位点编辑、效率高等优势[8]。CRISPR/Cas系统是细菌或古细菌中的一种适应性免疫系统,用以抵御外来质粒或噬菌体的入侵[9]。根据Cas基因序列及蛋白质结构,CRISPR/Cas系统可分为3种类型,其中Ⅰ型和Ⅲ型CRISPR/Cas系统需要多个Cas蛋白形成复合体切割DNA双链;而Ⅱ型CRISPR/Cas系统即CRISPR/Cas9系统只需要一个Cas9蛋白核酸酶即可对DNA双链进行切割,因此其最为简单并被广泛地应用于生命科学研究。……