基因编辑技术:进展与挑战
Advances and Challenges in Gene Editing Technologies
Advances and Challenges in Gene Editing Technologies
作者
卢俊南(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
褚鑫(中国科学院 重大科技任务局 北京 100864)
潘燕平(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 定量合成生物学研究中心 深圳 518055)
陈映羲(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
温栾(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
戴俊彪(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
褚鑫(中国科学院 重大科技任务局 北京 100864)
潘燕平(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 定量合成生物学研究中心 深圳 518055)
陈映羲(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
温栾(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
戴俊彪(中国科学院深圳先进技术研究院 合成生物学研究所 合成基因组学研究中心 深圳市合成基因组学重点实验室 深圳 518055)
中文关键词
基因编辑;重组核酸酶;CRISPR/Cas9;DNA介导的基因编辑
英文关键词
gene editing;recombinant nuclease;CRISPR/Cas9;DNA-mediated gene editing
中文摘要
基因编辑是指对目标基因进行删除、替换、插入等操作，以获得新的功能或表型，甚至创造新的物种。作为生命科学发展迅速的重要研究领域，基因编辑技术的开发及应用使得生物体的遗传改造进入了前所未有的深度与广度，为解析特定基因的功能立下了汗马功劳。文章对当前基因编辑相关技术，及我国在基因编辑领域存在的挑战及机遇进行概述，以增进对该技术体系的整体认知，帮助更好地寻找该领域新的突破点。
英文摘要
Gene editing includes genetic manipulations like deletion, replacement, insertion, etc., which aims to obtain new gene functions, phenotypes, and even new species. As a burgeoning field of life science, gene editing has brought genetic manipulation into an unprecedented grand state. Here, we summary the developments of the technologies in gene editing, and the challenges and opportunities we currently facing, which aims to deepen the comprehension of this technique systems, and help to find breakpoints of this field.
DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2018.11.006
作者简介
卢俊南 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所合成基因组学研究中心从事博士后研究工作,博士。2012年本科毕业于华南农业大学食品学院生物工程系,2018年博士毕业于中国科学院广州生物医药与健康研究院。主要研究方向为胞内寄生病原体转染及基因编辑技术开发,大型合成染色体的分离纯化及转移技术开发。其利用疟原虫缺乏有效非同源末端修复机制的特性,成功构建基于"自杀-拯救"原理的CRISPR/Cas9技术用于恶性疟原虫无痕基因编辑,该策略目前为诸多疟疾研究实验室采用。
E-mail:jn.lu@siat.ac.cn
LU Junnan Post-doctoral fellow at the Center for Synthetic Genomics,Institute of Synthetic Biology (iSynBio),Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT),Chinese Academy of Sciences (CAS).He received his Bachelor degree in bioengineering from South China Agricultural University in 2012 and Ph.D.in biochemistry and molecular biology from Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health (GIBH),CAS.His research mainly focuses on the developing of transfection and gene editing methods for intracellular parasitic pathogens,and the construction of platforms for purification and transplant of large synthetic chromosome.He had successfully constructed a suicide-rescue-based CRISPR/Cas9 system for marker-free gene editing in Plasmodium falciparum which has been adopted by many malaria research laboratories around the world.
E-mail:jn.lu@siat.ac.cn
戴俊彪 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所合成基因组学研究中心主任,深圳市合成基因组学重点实验室主任,研究员,博士。1997年本科毕业于南京大学基础学科教学强化部,2006年于美国爱荷华州立大学获得分子、细胞及发育生物学专业博士学位。主要从事合成生物学研究,是国际合成酵母基因组计划(Sc2.0)的主要成员。已在Science、Cell、Nature等刊物上发表学术论文40多篇,申请/授权专利8项。2011年获得美国约翰霍普金斯大学医学院颁发的Albert Lehninger研究奖,同年入选中组部首批"青年千人计划"。2017年获得国家杰出青年科学基金。
E-mail:junbiao.dai@siat.ac.cn
DAI Junbiao Director of Shenzhen Key Laboratory of Synthetic Genomics and Center for Synthetic Genomics,Institute of Synthetic Biology (iSynBio),Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT),Chinese Academy of Sciences (CAS).He received his Bachelor degree from Nanjing University in 1997 and Ph.D.in molecular,cellular and developmental biology from Iowa State University in 2006.His research interests lie in synthetic biology and he is one of the key members in synthetic yeast consortium (Sc2.0).More than 40 original research papers have been published on Science,Cell,Nature,and so on,and 8 patents have been applied/authorized.He is the winner of Albert Lehninger Research Award from Johns Hopkins University and the Thousand Youth Talents Program in 2011.In 2017,he was awarded the National Science Fund for Distinguished Young Scholars.
E-mail:junbiao.dai@siat.ac.cn
E-mail:jn.lu@siat.ac.cn
LU Junnan Post-doctoral fellow at the Center for Synthetic Genomics,Institute of Synthetic Biology (iSynBio),Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT),Chinese Academy of Sciences (CAS).He received his Bachelor degree in bioengineering from South China Agricultural University in 2012 and Ph.D.in biochemistry and molecular biology from Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health (GIBH),CAS.His research mainly focuses on the developing of transfection and gene editing methods for intracellular parasitic pathogens,and the construction of platforms for purification and transplant of large synthetic chromosome.He had successfully constructed a suicide-rescue-based CRISPR/Cas9 system for marker-free gene editing in Plasmodium falciparum which has been adopted by many malaria research laboratories around the world.
E-mail:jn.lu@siat.ac.cn
戴俊彪 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所合成基因组学研究中心主任,深圳市合成基因组学重点实验室主任,研究员,博士。1997年本科毕业于南京大学基础学科教学强化部,2006年于美国爱荷华州立大学获得分子、细胞及发育生物学专业博士学位。主要从事合成生物学研究,是国际合成酵母基因组计划(Sc2.0)的主要成员。已在Science、Cell、Nature等刊物上发表学术论文40多篇,申请/授权专利8项。2011年获得美国约翰霍普金斯大学医学院颁发的Albert Lehninger研究奖,同年入选中组部首批"青年千人计划"。2017年获得国家杰出青年科学基金。
E-mail:junbiao.dai@siat.ac.cn
DAI Junbiao Director of Shenzhen Key Laboratory of Synthetic Genomics and Center for Synthetic Genomics,Institute of Synthetic Biology (iSynBio),Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT),Chinese Academy of Sciences (CAS).He received his Bachelor degree from Nanjing University in 1997 and Ph.D.in molecular,cellular and developmental biology from Iowa State University in 2006.His research interests lie in synthetic biology and he is one of the key members in synthetic yeast consortium (Sc2.0).More than 40 original research papers have been published on Science,Cell,Nature,and so on,and 8 patents have been applied/authorized.He is the winner of Albert Lehninger Research Award from Johns Hopkins University and the Thousand Youth Talents Program in 2011.In 2017,he was awarded the National Science Fund for Distinguished Young Scholars.
E-mail:junbiao.dai@siat.ac.cn
