CRISPR/Cas9系统在基因组编辑中的优化与发展

滕小龙, 史硕博

Optimization and development of CRISPR/Cas9 systems for genome editing

TENG Xiaolong, SHI Shuobo

表1 主要Cas9工程化变体、直系同源及其特性

Table 1 Major Cas9 variants and orthologues as well as their features

变体及直系同源 改造位点或方式 PAM 特性 参考文献 SpCas9 原生酿脓链球菌Cas9 NGG 1368个氨基酸 [29] dCas9 D10A，H840A NGG 核酸酶活性失活 [29] nCas9(D10A) D10A NGG 切口酶，非靶向链切割活性失活 [30] nCas9(H840A) H840A NGG 切口酶，靶向链切割活性失活 [30] SpCas9NG R1335V，L1111R，D1135V，G1218R，E1219F，A1322R，T1337R NG PAM改变；通过Cas9理性设计获得 [31] VRERSpCas9 D1135A，G1218R，R1335E，T1337R NGCG PAM改变；通过细菌选择性定向进化获得 [19] VQRSpCas9 D1135V，R1335Q，T1337R NGAN，NGNG PAM改变；通过细菌选择性定向进化获得 [19] EQRSpCas9 D1335E，R1335Q，T1337R NGAG PAM改变；通过细菌选择性定向进化获得 [19] xCas9 A262T，R324L，S409I，E480K，E543D，M694I，E1219V NG，GAA，GAT PAM改变；通过噬菌体辅助持续进化获得 [20] SpG D1135L，S1136W，G1218K，E1219Q，R1335Q，T1337R NGN PAM改变；通过SpCas9理性设计获得 [32] SpRY SpG，A61R，L1111R，A1322R，N1317R，R1333P NRN，NYN PAM改变；通过对SpG进一步理性设计获得 [32] evoCas9 M495V, Y515N, K526E, R661Q NGG 保真性提高，编辑效率接近天然SpCas9 [33] fCas9 SpdCas9与FokI融合 NGG 保真性提高；通过将FokI核酸酶与dCas9融合获得 [34] StCas9 原生嗜热链球菌Cas9 NNAGAAW 1121个氨基酸 [35] NmCas9 原生脑膜炎奈瑟菌Cas9 NNNNGATT 1082个氨基酸 [36] SaCas9 原生金黄色葡萄球菌Cas9 NNGRRT 1053个氨基酸；基因组编辑效率与SpCas9相当 [37] CjCas9 原生曲状杆菌Cas9 NNNVRYM 984个氨基酸 [38]