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CRISPR-Cas9 基因编辑:原理、sgRNA 设计与修复途径

2026/7/20技术
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)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

修复途径适用场景特点
NHEJ基因敲除效率高,产生 indel
HDR精准插入/替换效率较低,需提供供体模板

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。