CRISPR-Cas9 基因编辑：原理、sgRNA 设计与修复途径

技术原理

CRISPR-Cas9 是目前最广泛使用的基因编辑工具之一，源自细菌适应性免疫系统。其核心由两部分组成：

• Cas9 蛋白：一种核酸内切酶，负责切割 DNA
• sgRNA（单链向导 RNA）：由 crRNA 与 tracrRNA 融合而成，负责识别靶位点

工作流程

1. sgRNA 的 20 nt 引导序列与目标 DNA 互补配对
2. Cas9 蛋白识别 PAM 序列（NGG）并解开 DNA 双链
3. Cas9 在 PAM 上游 3 bp 处切割 DNA，形成双链断裂（DSB）
4. 细胞通过 NHEJ（非同源末端连接） 或 HDR（同源定向修复） 修复损伤

sgRNA 设计要点

• GC 含量控制在 40%–60%
• 避免连续 4 个以上相同的碱基（poly-T）
• 优先选择靶基因起始密码子附近
• 使用在线工具（如 Benchling、CRISPOR）评估脱靶风险

修复途径选择

维而勤生物提供从 sgRNA 设计、载体构建到稳转株筛选的全流程 CRISPR 服务，欢迎咨询。