iGEM國際遺傳工程機器挑戰CRISPR基因編輯技術課題分享

iGEM (International Genetically Engineered Machine competition) 國際遺傳(chuan) 工程機器挑戰，作為(wei) 一個(ge) 全球性的創新平台，匯聚了眾(zhong) 多領域的新興(xing) 技術。其中，被譽為(wei) 21世紀目前為(wei) 止生物技術領域最大突破的CRISPR基因編輯技術，一直都是iGEM的熱點話題。

什麽(me) 是CRISPR呢？

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)，全稱成簇的規律間隔的短回文重複序列，而Cas (CRISPR-Associated Protein)是CRISPR相關(guan) 蛋白的簡稱，又叫Cas蛋白家族。

CRISPR/Cas基因編輯技術的發展橫亙(gen) 兩(liang) 個(ge) 世紀，從(cong) 最早的1987年日本微生物學家石野良純(Yoshizumi Ishino)首次發現，到2012年Jennifer Doudna與(yu) Charpentier兩(liang) 個(ge) 團隊共同奠定CRISPR/Cas係統作為(wei) 基因組編輯的基礎，花了25年。2020年，CRISPR基因編輯係統斬獲諾貝爾化學獎。

Nobel Prize in Chemistry 2020（圖片來源: Nobel Media）

其中最令人熟知的有CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12係統。它們(men) 具有靶向切割能力，使得多個(ge) 基因的敲除、敲入變得更為(wei) 簡單、高效，並且能夠廣泛應用於(yu) 動植物及微生物基因組，為(wei) 科研人員的研究提供了一種可行、方便的工具。

CRISPR-Cas9與(yu) Cas12係統-基因編輯機理圖

機構iGEM宇宙營多年來緊跟學術前沿，創造性地運用CRISPR技術設計出了多個(ge) 課題，並多次斬獲iGEM全球獎項，讓我們(men) 一起來回顧下吧！

課題名稱：基因密鑰

核心技術：CRISPR-Cas12係統

課題簡介：常見的紙質文本或電子信息都可能被攔截和破解，信息安全對於(yu) 商業(ye) 利益、國家安全都至關(guan) 重要。而生命信息在DNA中儲(chu) 存了數十億(yi) 年，可以作為(wei) 信息的存儲(chu) 和交流。以此為(wei) 靈感，Shanghai_City戰隊利用CRISPR Cas12a-Assisted DNA Steganography（CADS），結合計算機科學對儲(chu) 存在DNA中的信息進行加密，對於(yu) 信息保護和儲(chu) 存都具有重要的應用價(jia) 值。

挑戰榮譽：2019 年iGEM全球銅獎

課題名稱：多功能果酒酵母

核心技術：CRISPR-Cas9係統

課題簡介：在果酒生產(chan) 中，過量的果膠會(hui) 降低果酒的質地，導致銷售不佳；此外，果膠的排放還會(hui) 對環境產(chan) 生影響，有違可持續發展原則。Xiamen_City戰隊使用CRISPR-Cas9技術對果酒酵母進行基因編輯，使其在發酵酒精同時降解果膠，既降低成本，又提升風味，對食品工業(ye) 生產(chan) 的發展有重要意義(yi) 。

挑戰榮譽：2021年 iGEM全球金獎

課題名稱：胃癌檢測官

核心技術：CRISPR-Cas12係統

課題簡介：幽門螺旋杆菌（H. pylori)）是一種寄生於(yu) 人體(ti) 胃部的微需氧型螺旋菌，現已確定被列為(wei) 胃癌致癌物，因此檢測幽門螺旋杆菌感染已成為(wei) 預防胃癌的重要方法。然而，目前的檢測方法或依賴複雜設備而缺乏便利性，或準確性欠佳。為(wei) 了解決(jue) 這一問題，YkPaO戰隊基於(yu) 諾獎技術CRISPR研發一款廉價(jia) 、便捷、無創、精準的幽門螺旋杆菌檢測方法，為(wei) 預防胃癌作出貢獻。

挑戰榮譽：2022年 iGEM全球金獎

課題名稱：果酒酵母Pro

核心技術：CRISPR-Cas9係統

課題簡介：飲料酒中高級醇含量過高易導致頭痛、口渴等症狀，是人們(men) 容易“上頭”和醉酒難醒的主要原因，對人體(ti) 傷(shang) 害很大。因此，Shanghai_Metropolis戰隊通過基因工程調節釀酒酵母中醇類代謝途徑，有效降低發酵過程高級醇的產(chan) 出水平，避免高濃度高級醇對人體(ti) 的傷(shang) 害。

挑戰榮譽：2022年 iGEM全球銀獎

看到這，不得不感歎CRISPR技術對於(yu) 各個(ge) 領域的貢獻和應用潛力是非常巨大的！