基因编辑系统通常依赖于诱导DNA双链断裂（DSBs）,然而由DSBs引起的脱靶位点的突变可能会产生有害的影响,从而限制其在临床治疗中的应用。最近CRISPR/Cas9系统被重新编辑并应用于基因的激活,它可以在天然染色体环境内对特定靶点进行基因激活而不产生DSBs,是一种很有潜力的治疗策略。目前,基于SpCas9已经开发多种基因激活系统,但是由于其原间隔子相邻基序（PAM）的限制、较高的脱靶效应、大体积、免疫原性等,使其在体内外的应用存在一些局限性。因此,我们仍需要构建不同类型的CRISPR激活系统,为在体内体外实现高效的基因激活提供新的可选择的方式。LbCpf1是一种2类V型CRISPR系统,不同于SpCas9识别5’-NGG的PAM序列,它可以识别5’-TTTV（V代表A,C或G）的PAM序列,并具有高特异性。我们将LbCpf1的核酸酶结构域的关键氨基酸进行突变,并结合组蛋白乙酰转移酶p300,构建dLbCpf1-p300激活系统。在gRNA的引导下,融合蛋白dLbCpf1-p300会与靶位点结合,并通过促进启动子和增强子区域组蛋白的乙酰化,使染色质发生重构,从而增强基因表达。同时,我们也将dLbCpf1突变体与SunTag系统结合,利用SunTag系统的中重复多肽GCN4和相应单链可变区抗体（scFv）特异性的结合,将融合蛋白ScFv-VP64招募到靶位点,使转录激活因子VP64在启动子区域富集,从而增强转录。通过这两种方式,我们基于LbCpf1构建了高特异性的转录激活系统,成功在多种细胞中诱导靶基因高效的表达,拓展了 CRISPR激活系统的应用范围。CjCas9是目前发现的最小Cas9同源体,与SpCas9相比,它具有不同的PAM识别序列,以及较小体积（984个氨基酸,而SpCas9为1,368个氨基酸）。因此我们将CjCas9与强效转录激活因子VPR结合,构建一系列转录激活系统。其中,dCjCas9-SunTag-VPR系统可以强效的激活基因的表达;CjCas9-VPR系统可以正交性诱导基因的编辑和激活;而基于VPR-dCjCas9系统进一步缩减和优化后形成的小型高效的激活体系（命名为miniCAFE）,在基因插入细胞系中,单个拷贝miniCAFE即可在单条gRNA的引导下有效的激活靶基因的表达。同时,由于其小体积的优势,我们可以将miniCAFE和gRNA包装在一个AAV载体中进行体内传递,并成功激活肝脏中Fgf21的表达,调节成年小鼠的能量代谢。因此,miniCAFE为体内诱导基因的表达提供了一种新的方法。综合而言,我们基于LbCpf1和CjCas9构建了多种转录激活系统,并由于PAM的不同、LbCpf1的高特异性、CjCas9的小体积以及免疫原性,这些系统各有优势,为基因激活系统在体内外的应用提供了有力的补充,对人类疾病的治疗具有巨大的潜力。