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一. CRISPR的发现史
1987年，Nakata研究组在分析大肠杆菌（Escherichia coli）中基因iap及临近序列（flanking regions）时，偶然地发现在位于iap的3’端存在含有29个碱基的高度同源序列重复性出现，且这些重复序列被含32个碱基的序列间隔开，当时科学家并不清楚这种序列的生物学意义。随后的几年（1989年-1999年），陆续有相关研究指出类似的重复序列存在于多种细菌及古生菌中。2000年，Mojica和同事通过比对发现这种重复元件存在于20多种细菌及古生菌中，并将这种核酸序列命名为短规律性间隔重复序列（Short Regularly Spaced Repeats, SRSRs)，因其高度保守性，猜测其一定具有重要的生物学功能。
大肠杆菌图
CRISPR一词正式登上历史舞台还是2002年的事。Jansen实验室通过生物信息学分析，发现这种新型DNA序列家族只存在于细菌及古生菌中，而在真核生物及病毒中没有被发现，并将这种序列称为规律间隔成簇短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)。他们将临近CRISPR locus的基因命名为cas（CRISPR-associated），并发现了4个cas基因（cas1, cas2, cas3, cas4）。
2005年，Mojica，Bolotin和Pourcel三个研究组指出CRISPR中的间隔序列来自于外来噬菌体或质粒，其中Mojica实验室惊喜地发现病毒无法感染携带有与病毒同源间隔序列的细胞，而易侵入那些没有间隔序列的细胞，由此他们提出CRISPR可能参与细菌的免疫功能的假说。
CRISPR结构
（from 作者：制御秘书长杜鹃 https://www.bilibili.com/read/cv15465570/ j 出处：bilibili）
（到这里CRISPR被发现已是必然，从同源序列重复性出现被发现，到发现病毒无法感染携带有与病毒同源间隔序列的细胞，而易侵入那些没有间隔序列的细胞。
到这里CRISPR系统的功能已经被暗示的相对明显，剩下的是验证了）
CRISPR能在细菌的免疫功能中起作用在2007首次得到实验证实。Horvath研究组发现嗜热链球菌被病毒入侵后整合了来自噬菌体基因组新的间隔区序列，同样的病毒再次入侵时细菌就有了抗性，使其免遭攻击。同时人为地去除或添加特定的间隔区序列，会影响细菌的抗性表型。因此，他们认为CRISPR及cas基因一起为嗜热链球菌提供了对噬菌体的抗性作用，同时抗性的特异性取决于CRISPR中的间隔区序列，细菌的这种免疫性是可以遗传的。至此，虽然科学家并不清楚CRISPR/Cas抵抗病毒的具体机制，但他们开始逐渐揭开其神秘的面纱。
2008年，Oost实验室揭示了宿主细胞中CRISPR的间隔序列如何在cas蛋白的协助下介导发挥抗病毒作用。他们发现在CRISPR转录后，cas蛋白会形成一个称为Cascade的复合物，裂解每个重复单元中的CRISPR RNA前体（pre-crRNA），但裂解产物都保留了间隔序列。在解旋酶cas3的作用下，成熟的CRISPR RNA(crRNA)发挥小向导RNA（small guide RNA）的角色，促使Cascade干预病毒的增殖。2009年，Mojica团队指出前间隔序列临近的PAM序列为原核生物中CRISPR/Cas发挥免疫识别提供了靶标。
2011年，Charpentier研究组通过对人类病原体化脓性链球菌的差异化RNA测序，揭示了反式编码crRNA（tracrRNA）参与pre-crRNA的加工成熟过程。他们指出，tracrRNA通过24个核苷酸与pre-c中的重复序列互补配对，在保守的内源性RNA酶III和CRISPR相关的Csn1蛋白的参与下指导pre-cr RNA的成熟过程，这些组分对保护化脓性链球菌免受噬菌体DNA的入侵必不可少，研究揭示了crRNA成熟的新途径。
以上介绍CRISPR/Cas的发现及细菌、古细菌如何利用该系统来沉默外来核酸以抵御病毒及质粒的入侵。
CRISPR/Cas作为基因编辑系统被应用最早开始于2012年两位女神的强强联合，她们分别是来自加州大学伯克利分校的结构生物学家詹妮弗·杜德纳（Jennifer Doudna）和瑞典于默奥大学的埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）。她们通过体外实验证明：成熟的crRNA通过碱基互补配对与tracrRNA形成特殊的双链RNA结构，指导cas9蛋白在目标DNA上引起双链断裂。在与crRNA指导序列互补的位点，cas9蛋白的HNH核酸酶结构域切割crRNA的互补链，而cas9蛋白RuvC结构域切割非互补链。当双tracrRNA：crRNA被嵌合到一条RNA时，同样可以指导cas9切割双链DNA。她们的研究证明，在双链RNA指导下切割双链DNA断裂的内切酶家族并揭示了CRISPR/Cas系统在RNA指导下进行基因编辑的巨大潜力。
之后就是各位大神在各种疾病、各种物种的CRISPR基因编辑实践，到目前发现、开发出各种应用方法。
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CRISPR 系统的工作细节
CRISPR/Cas9 系统的工作细节
不同类型的有一定的差异
对CRISPR系统的深入利用的基础是建立在自然界中本就存在的CRISPR 防御机制的认识发现上的。
二型CRISPR系统的结构，由CAS基因和CRISPR序列区组成
有几种不同类型的CRISPR系统，广泛较先被了解的是2型CAS9
