刘晓玫 魏双施★ 于农

作者单位：1.中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，中国科学院生物医学检验技术重点实验室，江苏，苏州215163

2.苏州高新区人民医院检验科，江苏，苏州215129

自1987年在大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）中发现规则成簇间隔短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，CRISPR）以来，对生物学，尤其是基因组编辑和基因工程领域的基础研究和临床应用带来了巨大的改变［1］。细菌和古细菌的原核细胞中存在的CRISPR/Cas 系统，通过依赖于指导RNA 的DNA 或RNA 核酸酶活性提供针对外来遗传元件的适应性免疫，保护生物体免受外源核酸的引入［2-4］。CRISPR 基因座由重复序列组成，长度约为20～40 bp，被独特的间隔20～58 bp 的间隔子隔开［5］。CRISPR 基因座的下游为编码Cas 蛋白的序列，而且其中一些蛋白质以前被认为与DNA 修复有关［3］。病毒DNA 或质粒首次进入细胞后，它将被Cas 蛋白降解并插入重复序列之间的特定位点。如果细菌宿主确实具有CRISPR 系统，则这些序列会在细胞中转录生成CRISPR RNA（crRNA），并与Cas 蛋白形成干扰复合物。在crRNA的指导下，该复合物可指导crRNA 与病毒DNA 之间氢键的形成，从而催化外源DNA的分裂［5］。

随着研究的逐步深入，人们对CRISPR 和CRISPR 相关（Cas）蛋白的结构以及功能有了更深的了解，发现具有核酸酶、解旋酶和聚合酶等多种活性的不同类型的Cas 蛋白。根据最新的分类，CRISPR/Cas 系统被分为两个主要的大类、六种型以及48 个亚型。其中第一类的Cas 蛋白为多亚基效应复合物，包括Ⅰ型的Cas3、Ⅲ型的Cas10、Ⅳ型的Csf1；第二类的Cas 蛋白为单亚基效应蛋白，包括Ⅱ型的Cas9、Ⅴ型的Cas12 和Ⅵ型Cas13 等［6-7］。

CRISPR 系统因具有有效的核酸识别和编辑能力的固有优势，已被证明是核酸检测的有力工具。……