4.1　引言

许多细菌的基因组内含有簇状规则间隔短回文重复序列CRISPR相关蛋白9（Cas9）系统。该系统采用双RNA引导的DNA核酸内切酶Cas9作为效应蛋白在靶DNA中进行位点特异性切割，以此来防御噬菌体或外源性质粒的入侵。靶标识别要求靶标位点一侧存在一个短的原间隔邻近基序（PAM）。Cas9识别PAM后，DNA双链发生解旋，借助于向导RNA与靶标DNA之间的碱基互补配对，形成R环，在此过程中Cas9发生构象变化，DNA双链被切开。通过模仿天然的反式激活CRISPR RNA（tracrRNA） -CRISPR RNA（crRNA）双RNA结构合成了单向导RNA（single-guide RNA，sgRNA），简化了CRISPR-Cas9作为RNA靶向编程和编辑DNA平台的使用。本章旨在提供对RNA引导Cas9靶向切割双链DNA的机理和结构的深入理解。