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本研究工作共分为两个部分: 第一部分:ZIP-seq:从全基因组角度以单碱基分辨率定位三核苷酸重复序列; 第二部分:基于CRISPR-Cas系统的特异性靶点DNA去甲基化。利用两代不同的基因组靶向平台（锌指蛋白和CRISPR-Cas系统）以期实现精准基因组工程中的分子识别。 （一）ZIP-seq:从全基因组角度以单碱基分辨率定位三核苷酸重复序列: 三核苷酸重复序列（trinucleotide repeats，TNRs）的扩增已经被发现与越来越多的人类疾病相关。但是，研究TNRs的方法，尤其是全基因组角度上的研究仍很欠缺。在第一部分工作中，我们开发了基于锌指蛋白的免疫沉淀以及高通量测序的方法(zinc finger protein-based immunoprecipitation and sequencing，ZIP-seq)来从基因组中富集涵括CAG重复序列的DNA片段，并且进行高通量测序。应用ZIP-seq技术以及相关的算法能够以单碱基分辨率从全基因组角度找出人类基因组中的TNR定位。ZIP-seq以及类似的技术作为全基因组关联研究(genome-wide association study，GWAS)中有效的研究工具，可以应用于基因组研究以及复杂疾病中受累基因的筛查等多方面的尝试。 （二）基于CRISPR-Cas系统的特异性靶点DNA去甲基化: 在哺乳动物细胞中，DNA甲基化在生理和病理过程中扮演着重要的角色。但基因特异性的DNA去甲基化尝试，只有文献报道的依靠转录激活样效应因子(TALE)来实现，因为TALE设计和组装过程的繁琐，限制了它的广泛应用。在这里我们开发了sgRNA2.0引导的dCas9和MS2外壳蛋白融合的Tet1-CD组成的去甲基化系统来实现靶向DNA去甲基化。应用该系统能够精准的对靶基因上的启动子区域进行去甲基化，并且激活靶基因的转录水平。因此，sgRNA2.0引导的dCas9系统能够使DNA主动去甲基化，可以用来在基础科研和医学治疗等领域得到研究和应用。