因較早地掌握了基因編輯技術(shù)的研發(fā)源泉及核心底層***，國(guó)際的頭部基因編輯企業(yè)目前以歐美公司為主。

    提起“基因編輯”，大多數(shù)人的印象仍停留在幾年前備受爭(zhēng)議的“基因編輯嬰兒”。作為CGT的重要分支之一，基因編輯正和AAV、CAR-T、CAR-NK、TCR-T、TIL等熱門療法一起大放異彩。

近日，**CRISPR基因編輯療法上市申請(qǐng)獲受理。這意味著，若能在今年通過(guò)歐洲上市審批，年內(nèi)將誕生***CRISPR-Cas9治療藥物。

     基因編輯技術(shù)是可以改變基因組中特定DNA序列的一種技術(shù)，主要分為基因敲除、細(xì)胞融合技術(shù)和CRISPR/Cas9技術(shù)。近幾年，基因編輯技術(shù)在臨床藥物開發(fā)、動(dòng)植物育種、基因治療和食品安全檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

神奇的“基因魔剪”

     基因編輯又稱基因組編輯或基因組工程，是一種新興的比較精確的能對(duì)生物體基因組特定目標(biāo)基因進(jìn)行修飾的一種基因工程技術(shù)或過(guò)程。其基本原理類似word程序中的查找、替換或刪減，即人為地修飾宿主細(xì)胞DNA序列后，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定的目的基因片段的“編輯”——敲除/敲入，從而達(dá)到改變宿主細(xì)胞的基因型的目的。

     基因編輯依賴于經(jīng)過(guò)基因工程改造的核酸酶，也稱“分子剪刀”，在基因組中特定位置產(chǎn)生位點(diǎn)特異性雙鏈斷裂（DSB），誘導(dǎo)生物體通過(guò)非同源末端連接（NHEJ）或同源重組（HR）來(lái)修復(fù)DSB，因?yàn)檫@個(gè)修復(fù)過(guò)程容易出錯(cuò)，從而導(dǎo)致靶向突變。這種靶向突變就是基因編輯。

     早期，在DNA雙鏈特定位置造成斷裂并不是件容易的事。***初的ZFN（鋅指核酸酶）大大促進(jìn)了基因組靶向修飾技術(shù)，但勞動(dòng)量較大、周期較長(zhǎng)；TALEN（轉(zhuǎn)錄激活樣效應(yīng)因子核酸酶）在識(shí)別靶點(diǎn)的特異性方面和設(shè)計(jì)方面都比ZFN更有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)上下游序列依賴較高。

直到2012年，加州大學(xué)伯克利分校教授Jennifer A. Doudna和瑞典于默奧大學(xué)的教授Emmanuelle Charpentier通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了在雙鏈RNA指導(dǎo)下切割雙鏈DNA斷裂的內(nèi)切酶家族，揭示了CRISPR（成簇的規(guī)律性間隔的短回文重復(fù)序列）/Cas9（核酸內(nèi)切酶）系統(tǒng)在RNA指導(dǎo)下進(jìn)行基因編輯的巨大潛力。次年，80后亞裔科學(xué)家、MIT助教張鋒發(fā)表論文，***將CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)改進(jìn)并應(yīng)用于哺乳動(dòng)物和人類細(xì)胞，這項(xiàng)里程碑式的技術(shù)被稱為“基因魔剪”。

     作為第三代基因編輯技術(shù)，與ZFN和TALEN相比，CRISPR-Cas 技術(shù)利用RNA-DNA結(jié)合，而非蛋白質(zhì)-DNA結(jié)合來(lái)指導(dǎo)核酸酶活性，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，降低了成本，提高了準(zhǔn)確度，應(yīng)用范圍更廣泛。

但CRISPR/Cas9仍存在一定的脫靶效應(yīng)。2016年，張鋒的校友劉如謙在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了單堿基編輯器 (Base Editor) ，能夠在不造成DNA雙鏈斷裂的情況下，實(shí)現(xiàn)C-T (或G-A) 的堿基替換，不僅提升了編輯效率和安全性，還降低了脫靶效應(yīng)，更適用于普遍存在的點(diǎn)突變情況。

     DNA提取是分析農(nóng)作物分子生物學(xué)性狀的重要步驟，現(xiàn)階段，常用的DNA提取技術(shù)有磁珠法和離心柱法，使用磁珠進(jìn)行農(nóng)作物的DNA提取，可以實(shí)現(xiàn)高通量、自動(dòng)化的操作。由于磁珠對(duì)核酸的吸附靈敏度高，只需要少量的葉片或其他組織即可得到高得率、高純度的DNA。吉恩特生物采用自主研發(fā)生產(chǎn)的納米生物磁珠和磁珠法DNA提取試劑盒，可以從各種類型的農(nóng)作物中提取高質(zhì)量的核酸，配合核酸提取儀，可以達(dá)到快速自動(dòng)化提取的目的。