CRISPR技术自2012年问世至今，凭借其卓越的性能，迅速在基因编辑领域崭露头角，成为了最先进的基因编辑工具。这一技术的诞生，为基因功能研究、药物靶点筛选、遗传疾病治疗、癌症研究以及作物育种等多个领域带来了突破性的进展。因其显著的成果，科学家Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna荣获了2020年诺贝尔化学奖。

图1. 2020年诺贝尔化学奖得主^[1]

CRISPR/Cas系统的核心依赖于两个主要组件：一是具有核酸切割能力的Cas蛋白；二是特异性指导Cas蛋白精确剪切的向导RNA（gRNA）。因此，在基因编辑过程中，除了选择合适的高效Cas蛋白外，精心构建高效且具有针对性的sgRNA同样至关重要。gRNA由一个tracrRNA和至少一个crRNA组合构成，Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna通过将tracrRNA和crRNA融合成一条单链——单链向导RNA（sgRNA），极大地简化了sgRNA的生成和应用步骤。通常所说的sgRNA设计实际上是指对其中的crRNA组成部分进行精确设计，以便挑选出最适合的sgRNA。

图2. sgRNA示意图（以Cas9为例）

sgRNA的合成方法主要分为体外转录（IVT）和化学合成两种，其中，由于IVT方法具备操作灵活、成本效益高以及产出量大等优势，在实验室环境中被广泛采用。

经过精心的设计与开发，翌圣生物推出了专门针对Cas9蛋白的sgRNA体外转录合成试剂盒——Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit（11355ES）。该试剂盒的应用极为简便，用户只需设计一条特定的上游引物，并结合试剂盒提供的其他试剂，即可在短短4h内合成20-100 μg高品质的sgRNA。所产生的sgRNA具备高产量、高纯度和高活性等优势，在基因编辑过程中能显著提升编辑效率，并大幅降低脱靶现象的发生几率，确保基因编辑工作以高效率和高准确性进行。

sgRNA的浓度关系到CRISPR/Cas9系统的编辑效果成败，只有加入高浓度的sgRNA方能对基因的编辑起较好效果。翌圣的Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit可在单管反应4h内获得20-100 μg的sgRNA，足以满足基因编辑的需要。

图3. 不同时间的sgRNA的合成量

一个优质的sgRNA Synthesis Kit不仅应具备高产量sgRNA的合成能力，还应兼容各种类型的sgRNA合成，以满足不同基因编辑的需求，从而拓宽产品的应用范围。使用翌圣生物的Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit同时合成10种不同序列的sgRNA，实验结果表明，该试剂盒能够高效合成不同序列的sgRNA，在使用过程中无需考虑序列差异的影响。

图4. 不同序列的sgRNA的合成产量

除了sgRNA的产量，合成的sgRNA的纯度也是影响CRISPR/Cas9系统的编辑的效果的关键因素之一。如果合成的sgRNA的纯度差，易出现脱靶效应。翌圣Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit合成的sgRNA经过安捷伦2100测定，其条带明显且无杂带，说明sgRNA纯度高。

图5. 合成的sgRNA的纯度（安捷伦2100测定）

使用翌圣Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit合成的sgRNA与Cas9组合用于体外切割靶DNA，经琼脂糖凝胶电泳检测发现所合成的sgRNA可以有效引导Cas9在特定位点切割并产生特定大小的DNA片段。

图6. sgRNA的剪切效率效果图

翌圣生物一直深耕基因编辑领域，并推出了一系列高品质的原料，旨在为基因编辑技术的发展和进步提供支持。除了Hifair^® Precision sgRNA Synthesis Kit外，翌圣生物可提供基因编辑相关蛋白，如Cas9、Cas12a和Cas12b等相关产品。