2023年第4卷第1期|www.synbioj.comSyntheticBiologyJournal2023，4（1）：67-85CRISPR/Cas9系统在基因组编辑中的优化与发展滕小龙，史硕博（北京化工大学，北京软物质科学与工程高精尖创新中心，北京100029）摘要：CRISPR/Cas9是近年来发展起来的新兴技术，其在多种生物和组织的基因组上具有快速、高效、精准的基因编辑与调控能力，这使得该技术在基础科学和合成生物学等应用科学领域均得到了极大的发展与应用。本文首先对CRISPR的历史沿革、分类及CRISPR/Cas9技术的作用机制进行简述，并结合其原理和在基因组工程中面临的脱靶率高、PAM依赖性强等限制因素总结了近年来针对Cas9蛋白和向导RNA（gRNA）进行的一系列优化与改造。接下来详细叙述了CRISPR/Cas9系统结合效应蛋白实现的多种功能，包括基因表达调控、表观基因组编辑、单碱基编辑等。基于gRNA多表达策略和Cas9多路复用策略，本文还对CRISPR/Cas9技术主要的多重应用成果进行了梳理汇总。最后探讨了CRISPR/Cas9作为高精度基因组编辑工具使用的应用前景，以及作为疗法使用时的安全性和风险控制问题。关键词：CRISPR/Cas9；基因组编辑；表达调控；多重编辑；效应蛋白中图分类号：Q819文献标志码：AOptimizationanddevelopmentofCRISPR/Cas9systemsforgenomeeditingTENGXiaolong，SHIShuobo（BeijingAdvancedInnovationCenterofSoftMatterScienceandEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China）Abstract:Asanemergingtechnologydevelopedwithinrecentyears,CRISPR/Cas9exhibitsfast,efficient,andprecisegeneeditingandregulationcapabilitiesinvariousorganismsandtissues,andtheseadvantagesmakeitwidelyusedinresearchwithfundamentalsciencesandappliedtechnologiesaswellsuchassyntheticbiology.Thisreviewfirstbrieflyintroducesthediscoveryhistory,classification,andmechanismofCRISPR/Cas9.ThesystemofCRISPR/Cas9usuallycontainsasingleguideRNA(gRNA)moleculefortargetingaspecificsequence,andaCas9endonucleaseforcatalyzingadouble-strandbreak(DSB)inthesequence(targetDNAstrands).TherecognitionandcleavageoftargetDNAstrictlyrequirethepresenceofaprotospaceradjacentmotif(PAM)inthetargetsequence.TheDSB(s)canberepairedbyvariousDNArepairmechanisms,whichallowvariousgeneeditingsuchasgeneintegration,gene收稿日期：2022-09-01修回...
