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成簇的规律间隔的短回文重复序列-CRISPR相关（CRISPR-Cas）系统作为细菌和古菌中一种重要的RNA引导的适应性免疫系统，其功能是防御病毒、质粒和转座子等移动遗传元件（MGEs）的侵害（Sorek et al., 2013; Faure et al., 2019; Koonin and Makarova, 2019; Makarova et al., 2019）。CRISPR位点由Cas基因和CRISPR阵列组成。CRISPR-Cas系统的功能主要分为三个阶段。第一阶段是适应阶段，Cas蛋白如Cas1和Cas2将外来的原型间隔序列插入到CRISPR阵列中，使其成为新的间隔物。第二阶段为表达阶段，CRISPR阵列转录为前CRISPR RNA（crRNA），随后加工为成熟的crRNA。最后是干扰阶段，crRNA引导CRISPR效应蛋白裂解病毒、质粒等外来靶序列（Barrangou et al., 2007; Brouns et al., 2008）。此前人们认为CRISPR系统仅存在于细菌和古菌中，但最近在巨型噬菌体中发现，CRISPR系统缺少适应阶段所需的Cas蛋白，如Cas1、Cas2和Cas4，而相应的效应蛋白也具备基因编辑能力（Al-Shayeb et al., 2020; Pausch et al., 2020）。这些CRISPR-Cas系统可能靶向宿主基因组，调控宿主基因表达，增强噬菌体的生存力（Al-Shayeb et al.，2020）。CRISPR-Cas系统与MGEs竞争，促进了CRISPR-Cas系统的进化，大大增加了其多样性（Koonin and Makarova，2019）。目前的CRISPR-Cas系统根据效应模块分为1类和2类（Makarova et al.，2015）。1类系统具有由多个Cas蛋白组成的效应模块，包括3种类型和16种亚型，而2类系统包含一个大蛋白，包括3种类型和17种亚型（Makarova et al.，2019）。在过去的十年中，CRISPR-Cas系统已经发展成为多种编辑工具。由于1类成员的复杂性，目前开发的基因编辑工具较少（Özcan等人，2021；Dolan等人，2019；Cameron等人，2019）。目前，2类成员正在被开发成大量的基因编辑工具。2类系统分为三类，包括II型、V型和
基于CRISPR-Cas的工具的开发和应用
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