基因编辑CRISPR技术在海洋生物遗传育种的应用进展
2021-11-29于笛迟小妹滕炜鸣谢玺赵冲王庆志
于笛,迟小妹,,滕炜鸣,谢玺,赵冲,王庆志*
(1.辽宁省海洋水产科学研究院 大连市海产贝类种质资源创新利用重点实验室,辽宁 大连 116023; 2.大连海洋大学 水产与生命学院,辽宁 大连 116023)
基因编辑(gene editing)技术是指在基因组水平进行基因的定点插入/缺失突变、敲除、多位点同时突变和小片段删除等精确操作技术。通过对基因编辑技术的研究,可以帮助人类探索生命本质,揭开疾病发生之谜,寻求疾病预防与治疗的有效途径[1]。基因编辑的最初技术手段为同源重组介导的基因打靶技术(gene targeting),该技术虽可以准确对特定基因进行修饰,但在实际操作中存在效率低、耗时长且可能导致基因突变等问题,影响了该技术的实际应用。近些年,基因编辑技术蓬勃发展,相继诞生了包括锌指核酸内切酶(zinc finger endonucleases, ZFN)、类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases, TALEN)和规律成簇短回文序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPRs)等高效基因编辑工具。其中,CRISPR技术是当前应用最广泛的基因编辑技术之一。2012年至今,世界已发表数千篇关于CRISPR的文章,该技术还于2013年和2015年先后被《Science》杂志评为全球十大科技突破之一,于2020年获得诺贝尔化学奖。
海洋是人类不断探索的资源宝库,海洋中的许多生物如鱼、虾、贝、藻等经济种类更是人类餐桌上的美味佳肴,然而,随着过度捕捞、海洋环境污染等问题日益加剧,海洋生物数量不断减少,保护海洋生物的任务迫在眉睫,将传统的正向遗传学应用于海洋生物遗传育种研究更是困难重重。
作为时下生命科学领域最前沿的技术之一,基因编辑技术在生物基因功能研究、动植物病害防治及品种改良、遗传疾病基因治疗等诸多领域展现出广阔的应用前景。……
