基于dCas9的靶向DNA甲基化和去甲基化技术及其应用

近年来，CRISPR/dCas9系统作为一种强大的基因编辑工具，在基因表达调控领域展现出巨大潜力。其中，利用dCas9靶向DNA甲基化或去甲基化技术备受关注。

为了实现在特定靶向位点上进行DNA甲基化，研究人员将来自DNA甲基化转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）家族的DNA甲基化结构域与dCas9融合。通过dCas9的引导，该融合蛋白能够靶向增加DNA的甲基化水平，从而实现长期的基因沉默[141, 142]。

与之相反，内源性DNA去甲基化是由TET（ten-eleven translocation，TET）蛋白介导的[143]。将TET1催化结构域与dCas9融合，可以构建出靶向DNA去甲基化工具。该工具可以选择性地去除DNA甲基基团，导致高达90%的局部CpG二核苷酸的DNA去甲基化，从而上调基因的表达[144]。

值得一提的是，包含dCas9和TET酶催化结构域的融合蛋白已被用于体外治疗癌症（靶向BRCA1）[145]，以及在体内减轻肾脏纤维化（靶向Rasal1或Klotho）[146]，展现出良好的应用前景。

总而言之，基于dCas9的靶向DNA甲基化和去甲基化技术为基因表达调控提供了新的思路，在疾病治疗、基因功能研究等方面具有广阔的应用前景。