CRISPR改变游戏规则的技术

1987年，一个日本研究小组在研究大肠杆菌时发现其K12碱性磷酸酶序列附近有成簇的短间隔重复序列。当时研究人员并不清楚这些序列的生物学意义。

然而，三十年后的今天，这个不起眼的“小发现”却绽放出了耀眼光芒，因为科学家们正是利用这个小片段找到了一种可以对多种生物的基因组进行遗传改造的工具，特别的是，这种方法操作起来非常地简单。这个简便又实用的基因组改造新技术称为CRISPR-Cas系统。

 
图1 CRISPR原理

成簇的规律间隔的短回文重复序列（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat sequences），即CRISPR序列，这就是日本科学家当年发现的那个序列。研究发现，这些CRISPR序列与很多病毒或者质粒的DNA序列是互补的，说明这套CRISPR-Cas系统很有可能是生物体抵御病毒等外来入侵者的一套特异性防御机制，就好像是另外一套适应性免疫反应系统。

自2013年起，CRISPR的相关研究呈爆发式增长，人们开始将CRISPR应用于各个领域，如构建特定突变基因的模式生物，对某些遗传性致病突变进行修饰，甚至是最近大热的Car-T技术等。CRISPR-Cas9是目前应用最广的基因编辑系统之一，这套系统仅含有一个Cas9蛋白和一段20 bp的single guide RNA（sgRNA），sgRNA用于识别目的序列，Cas9指导前体crRNA（CRISPR RNAs）的成熟、外源DNA降解和质粒降解。crRNA通过碱基配对与trans-activating RNA（tracrRNA）结合形成tracrRNA/crRNA复合物。此复合物引导核酸酶Cas9蛋白在与crRNA配对的序列靶位点剪切双链DNA，造成DNA双链断裂，引起体内细胞修复机制：插入缺失（InDel）引起的非同源末端连接（non-homologous end joining）与同源重组（homologous recombination）修复机制。

CRISPR-Cas9特异性取决于前20 bp的sgRNA，因而存在一定的脱靶效应。所以开展CRISPR研究，需要合成相当数量的sgRNAs。如果采用传统方式合成大量sgRNAs，不仅合成费用高，而且合成效率低。科研人员急需经济高效的大规模合成寡核苷酸序列文库的方案，帮助他们更便利地开展CRISPR工作。

OligoMix®为大规模寡核苷酸文库合成而生
 

联川首席科学家高晓连教授是世界上最早提出采用超大规模合成技术（原位合成基因芯片技术）进行人工基因合成概念的科学家。基于此概念，2004年高晓连教授与哈佛大学George Church合作的光化学原位合成基因芯片进行快速合成有活性的基因的研究成果已发表在国际顶尖期刊《Nature》上。

OligoMix®是为满足研究人员使用混合寡核苷酸（pooled oligonucleotides）进行多种不同应用而研发的产品。基于联川具有自主知识产权的µParaflo®微流体芯片平台，可以一次性平行地合成数千条不同序列组成的寡核苷酸，寡核苷酸合成采用标准的DMT化学法，保证了寡核苷酸的高产量和高质量。据测算，OligoMix®可以比传统碱基合成技术节省了近20倍的支出和时间。

联川Oligomix®早已被研究人员成功应用于基因合成，文库构建，新药发现，以及靶向捕获探针制备等诸多应用领域。

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