利用化学合成RNA进行CRISPR-Cas9基因组编辑

CRISPR-Cas9系统允许研究人员快速编辑哺乳动物、鱼类和植物基因组中的功能蛋白敲除基因，从而极大地改变了生物学研究。CRISPR-Cas9系统需要将外源性Cas9核酸酶传递到细胞中，可以通过转染表达质粒、mRNA或蛋白质，也可以通过慢病毒颗粒转导来实现。除了Cas9核酸酶，天然的CRISPR-Cas9系统还需要两个RNA成分:由间隔衍生序列和重复衍生序列组成的CRISPR RNA (crRNA)和通过重复衍生序列与crRNA杂交的tracrRNA。crRNA:tracrRNA复合物招募Cas9核酸酶并在原间隔相邻基序(PAM)上游切割DNA。crRNA和tracrRNA可以通过环状序列连接在一起，产生嵌合单导RNA (sgRNA)。在基于载体的方法中，每个sgRNA载体的克隆和序列验证可能是费力和耗时的，特别是如果目标是研究数万个或数千个基因靶点。同样，sgRNA的体外转录也需要额外的时间和质量控制，以确保转录产物的长度和纯度的一致性。相比之下，化学合成可以很容易地用于快速分别生成crRNA和tracrRNA分子，或合成sgRNA直接传递到细胞中进行基因编辑。