赵正伟， 马 青， 马丽娜， 王 锦， 王晓薇， 李颖康

(宁夏农林科学院 动物科学研究所，宁夏 银川 750001)

成簇的规律间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)由Jansen R等命名[1]，其中,CRISPR-associated(Cas)基因总是位于CRISPR基因座附近，表明两者可能具有相互作用关系.2007年，Rodolphe Barrangou等证实,CRISPR-Cas广泛存在于细菌和古细菌中的一套抵御病毒和噬菌体入侵的获得性免疫系统[2].CRISPR系统极具多样性，目前可分成2大类,即干扰效应物由多亚基蛋白复合物组成;干扰效应物依赖单个蛋白质[3].根据特征基因的不同，CRISPR系统又可细分(图1a)：Ⅰ型系统的特征蛋白是Cas3，它是一种具有核酸酶和解旋酶结构域的蛋白质；在Ⅱ型系统中，特征Cas9基因编码干扰所必需的唯一蛋白质；Ⅲ型系统以Cas10为特征蛋白，且Cas10组装成类似Cascade的干扰复合体；Ⅳ型系统具有Csf1蛋白质，它是一种未被鉴定的蛋白质，被认为是Cascade复合物的一部分[4]；Ⅴ型系统的特征蛋白为Cas9单核酸酶,即Cpf1，C2c1或C2c3[5]；Ⅵ型系统的特征蛋白为C2c2，它是含有2个HEPN结构域的RNase蛋白[5].Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ型系统基于其多亚基效应复合物发挥功能，而Ⅱ，Ⅴ，Ⅵ型系统基于单个效应蛋白发挥功能.图1a展示了以上6种类型的代表性Cas基因座[6].

图1 CRISPR系统的基本分类和应用情况

图1中仅存在于某些细菌亚型中的Cas蛋白以虚线轮廓显示，参与干扰的模块为白色，参与crRNA生物发生的模块为黑色，参与适应性的模块为灰色.TypeⅠ中的Cas6同时参与干扰和crRNA生物发生.Ⅳ型系统在没有CRISPR基因座的情况下频繁发生.

由于CRISPR-Cas9系统结构简单，目前它的研究和应用最为广泛.首次发现Cas蛋白可以通过短的RNA引导切割特……