Development of CRISPR/Cas9 and Its Application in Poultry

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0188

Abstract

Abstract:

As an important genetic engineering technique， genome editing has received widespread attention since its emergence. Just a few decades， genome editing has been developed rapidly. From the initial application of zinc finger endonuclease （ZFN） to the proficient utilization of transcription activitor-like effector nuclease（TALEN）， followed by the discovery of clustered regularly interspaced short palindromic repeats （CRISPR）， genome editing has continuously promoted the development and advancement of life science during the process of updating and improving itself. This review described the development genome editing along with the composition and mechanism of the CRISPR/Cas9 systems， and then， introduced its application in poultry functional genes and preparation on economically valuable gene model， and discussed the shortcomings of the current CRISPR/Cas9 technology in poultry， aiming to provide reference for the breeding related researches on poultry.

Key words: gene editing technology, CRISPR/Cas9, poultry, transgenic

摘要：

作为一种重要的基因工程技术，基因编辑自出现以来一直倍受关注。近年来，基因编辑技术发展更为迅速，从锌指核酸酶技术（ZFN）的开发利用到转录激活因子效应物核酸酶（TALEN）技术的熟练运用，再到规律成簇间隔短回文重复序列（CRISPR）技术的发现，基因编辑技术在不断地自我更新和完善的过程中推动着生命科学的发展和进步。综述了基因编辑技术的发展以及CRISPR/Cas9系统的组成和作用机制，介绍了其在家禽功能基因研究上的应用，及其在具有经济价值的基因模型制备中的应用，并探讨了目前CRISPR/Cas9技术在家禽方面存在的一些不足之处，旨在为家禽育种相关研究提供参考。

关键词: 基因编辑, CRISPR/Cas9, 家禽, 转基因

CLC Number:

S831.2

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Figures/Tables 2

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家禽细胞模型 Poultry cell model	靶基因 Target gene	参考文献Reference
鸡淋巴瘤细胞（DT40）、鸡成纤维细胞（DF-1） Chicken lymphoma cell（DT40）， chicken fibroblast（DF-1）	DROSHA，DICER，MBD3，KIAA1279，CDKN1B，EZH2，HIRA，TYRP1，STMN2，RET，DGCR	［35］
DF-1、鸡胚胎干细胞（ESCs） DF-1，chicken embryonic stem cells（ESCs）	C2EIP （2号染色体PGCs中表达） C2EIP （expression in PGCs on chromosome 2）	［36］
DF-1	PPAR⁃γ （过氧化物酶体增殖物激活受体-γ）、ATP5E （ATP合成酶ε亚基）、OVA（卵清蛋白） PPAR⁃γ （peroxisome proliferator-activated receptor-γ），ATP5E （ATP synthase epsilon subunit），OVA（ovalbumin）	［37］
DF-1	肌肉生长抑制素Myostatin	［38］
鹌鹑肌肉细胞（QM7） Quail muscle cells（QM7）	MLPH （亲黑素位点） MLPH （melanophilin locus）	［39］
鸡原始生殖细胞（PGCs） Chicken primordial germ cells（PGCs）	CXCR4 （C-X-C趋化因子受体4型） CXCR4 （C-X-C chemokine receptor type 4）	［40］
ESCs	Stra8 （视黄酸激活基因8） Stra8 （stimulated by retinoic acid 8 gene）	［41］
DF-1	GAPDH （甘油醛-3-磷酸脱氢酶） GAPDH （glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）	［42］
DF-1	TVA （抗A亚群禽白血病病毒受体）、TVC（抗C亚群禽白血病病毒受体）、TVJ（抗J亚群禽白血病病毒受体） TVA （anti A subgroup of avian leukemia virus receptor），TVC（anti C subgroup of avian leukemia virus receptor），TVJ（anti J subgroup of avian leukemia virus receptor）	［43］
DF-1	TBK1 （TANK结合激酶1） TBK1 （TANK binding kinase 1）	［44］
DF-1	DAZL （精症缺失样） DAZL （deleted in AZoospermia-like）	［45］
DF-1	ANP32A （性核磷蛋白32A） ANP32A （acidic nuclear phosphoprotein 32 family，member A）	［46］
DF-1	IRF7 （扰素调节因子7） IRF7（interferon regulator factor 7）	［47］
DF-1	AMHR （缪勒管激素2型受体） AMHR （anti-mullerian hormone receptor type 2）	［48］
DF-1	Apob （载脂蛋白B） Apob （apolipoprotein B）	［49］

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鸡淋巴瘤细胞（DT40）、鸡成纤维细胞（DF-1） Chicken lymphoma cell（DT40）， chicken fibroblast（DF-1）	DROSHA，DICER，MBD3，KIAA1279，CDKN1B，EZH2，HIRA，TYRP1，STMN2，RET，DGCR	［35］
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DF-1	肌肉生长抑制素Myostatin	［38］
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DF-1	TVA （抗A亚群禽白血病病毒受体）、TVC（抗C亚群禽白血病病毒受体）、TVJ（抗J亚群禽白血病病毒受体） TVA （anti A subgroup of avian leukemia virus receptor），TVC（anti C subgroup of avian leukemia virus receptor），TVJ（anti J subgroup of avian leukemia virus receptor）	［43］
DF-1	TBK1 （TANK结合激酶1） TBK1 （TANK binding kinase 1）	［44］
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