独家福利：30篇重要文献领略CRISPR发展史及其最新研究进展，附SnapShot分享
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第八期
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CRISPR发展史上的关键文献
CRISPR近期重大研究进展(文献)
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CRISPR发展史上的关键文献
▲ CRISPR技术发展时间轴（图片来源：Nature）
回到1987年，日本大阪大学的Yoshizumi Ishino等人在研究大肠杆菌（E. coli）时，发现了DNA中一些不寻常的重复序列，写道：“这些序列的生物学意义——未知”。随着时间的推移，其他研究人员在别的细菌(和古细菌)的DNA中发现了相似的重复序列。（DOI：10.1128/jb.169.12.5429-5433.1987）
2002年，这些序列正式被命名为：规律间隔成簇短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPR）。然而，这些CRISPR序列的作用几乎是一个谜。直到2007年，法国Danisco公司的Philippe Horvath及其同事在研究用于制作酸奶的链球菌时发现：这些神秘的序列是细菌免疫系统的一部分。（DOI:10.1126/science.1138140）
2012年，Nature上发表了一篇具有里程碑意义的论文中，加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna和当时在瑞典于默奥大学的Emmanuelle Charpentier等人表示：他们可以使用这种CRISPR/Cas9系统在任何想要的地方切割任何基因组。虽然该技术仅在试管中的分子水平上得到证实，但足以令人叹为观止。该项研究预示，CRISPR/Cas9系统像ZFN和TALEN一样，可能作为另外一种RNA指导的基因编辑方法。（DOI: 10.1126/science.1225829）
随后，取得进一步进展的是麻省理工学院(MIT)和哈佛大学的Broad研究所的华人学者张峰，其研究组于2013年2月刊登的一篇论文表明：CRISPR/Cas9可用于编辑小鼠细胞或人类癌细胞的基因组。（DOI: 10.1126/science.1231143）
在同一期的Science期刊上，哈佛大学的George Church和他的团队展示了如何使用CRISPR技术来编辑不同的人体细胞，包括正常人的iPS细胞。（DOI: 10.1126/science.1232033）
从那时起，研究人员发现CRISPR/Cas9的功能非常多样。科学家不仅可以使用CRISPR通过剪断基因来“沉默”基因，还可以利用修复模板将剪切片段留下的缝隙替换为所需的基因。
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CRISPR近期重大研究进展
Powerful enzyme could make CRISPR gene-editing more versatile
DOI: 10.1038/nature26155
2018年2月28日，David Liu团队在Nature期刊上发文，他们利用一种噬菌体辅助的连续进化系统 ( PACE ) 进化出一种能够识别多种PAM序列的SpCas9变体(xCas9)。xCas9的PAM相容性是迄今为止在所有Cas9识别范围的哺乳动物中最为广泛的，并可以应用于人类细胞中，包括靶向转录激活、核酸酶介导的基因敲除，单碱基编辑等。值得注意的是，它的DNA特异性要比SpCas9高得多，在NGG PAMs和非NGG PAMs靶位点中全基因组的脱靶效应也都比spCas9低得多。
Transcriptome Engineering with RNA-Targeting Type VI-D CRISPR Effectors
DOI:10.1016/j.cell.2018.02.033
来自美国沙克生物研究所的Hsu团队开发出一种计算程序，从而在细菌DNA数据库中寻找CRISPR系统的特征信号：特定的重复DNA序列模式。通过这样做，他们发现一种靶向RNA的CRISPR酶家族，他们称之为Cas13d。筛选后，他们发现这种最佳版本来自一种肠道细菌：黄化瘤胃球菌（Ruminococcus flavefaciens）XPD3002，这导致他们将它命名为CasRx。相关研究结果于2018年3月15日在线发表在Cell期刊上。
Programmed DNA destruction by miniature CRISPR-Cas14 enzymes
DOI: 10.1126/science.aav4294
2018年10月18日，加州大学伯克利分校分子与细胞生物学教授、CRISPR基因编辑系统的先驱之一Jennifer Doudna教授在Science期刊上发布迄今为止最小的功能性CRISPR系统---CRISPR-Cas14。研究者已对Cas14进行改进，使得它能够用于当前使用Cas12和Cas13快速检测传染性生物和基因突变存在的诊断系统（称为DETECTR）之中。
CRISPR-Cas9 Circular Permutants as Programmable Scaffolds for Genome Modification
DOI: 10.1016/j.cell.2018.11.052
2019年1月10日，包括Jennifer Dounda教授在内的加州大学伯克利分校的研究团队，在Cell上发表了一篇科学论文，在这项研究中，研究人员在CRISPR基因编辑系统使用的“剪刀”Cas9蛋白上装上了一个安全开关，让它只能在特定组织中才能产生活性。这一安全措施进一步增强了CRISPR基因编辑系统的安全性。
Engineering of CRISPR-Cas12b for human genome editing
DOI: 10.1038/s41467-018-08224-4
2019年1月22日，CRISPR-Cas基因编辑系统的先驱之一张锋教授在Nature Communications发布一项重要进展，报告了第三个可以编辑人类细胞基因组的CRISPR-Cas系统：CRISPR-Cas12b。
RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases
DOI: 10.1126/science.aax9181
2019年6月6日，美国麻省理工学院Broad研究所的张锋研究组在Science发表文章，证明蓝细菌中的CRISPR-associated transposase (CAST)具有RNA引导的转座酶活性，并对这个系统进行改造和评价其用于基因组编辑的性能。
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