CRISPR/Cas系統(tǒng)是目前發(fā)現(xiàn)存在于大多數(shù)細(xì)菌與所有的古菌中的一種免疫系統(tǒng),被用來(lái)識(shí)別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統(tǒng)。在CRISPR/Cas系統(tǒng)中,CRISPR是規(guī)律間隔性成簇短回文重復(fù)序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)的簡(jiǎn)稱,涉及細(xì)菌基因組中的獨(dú)特DNA區(qū)域,也是儲(chǔ)存病毒DNA片段從而允許細(xì)胞能夠識(shí)別任何試圖再次感染它的病毒的地方,CRISPR經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA序列(被稱作crRNA)識(shí)別入侵性病毒的遺傳物質(zhì)。Cas是CRISPR相關(guān)蛋白(CRISPR-associated proteins, Cas)的簡(jiǎn)稱,Cas蛋白像一把分子剪刀那樣切割細(xì)菌基因組上的靶DNA。
細(xì)菌與感染細(xì)菌的病毒(噬菌體)之間的生存之戰(zhàn)導(dǎo)致了許多細(xì)菌的防御系統(tǒng)得到進(jìn)化,同時(shí)噬菌體也針對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)化出了新的拮抗物:抗CRISPR蛋白。CRISPR-Cas系統(tǒng)是細(xì)菌保護(hù)自己防御噬菌體的一種最常見(jiàn)方法,它在許多細(xì)菌體內(nèi)作為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。目前CRISPR-Cas9系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越廣泛地得到科學(xué)家們的青睞,用于基因修飾和基因功能研究。
鑒于已知Cas9核酸內(nèi)切酶在細(xì)胞內(nèi)逗留太久會(huì)導(dǎo)致脫靶效應(yīng),科學(xué)家們正在努力開(kāi)發(fā)Cas9關(guān)閉開(kāi)關(guān)在理想的情況下,Cas9會(huì)發(fā)現(xiàn)完美的靶標(biāo),隨后一種Cas9抑制劑阻止這種酶發(fā)生額外地切割。如今有研究證實(shí)病毒進(jìn)化出的反制措施,即被稱作抗CRISPR蛋白(anti-CRISPR)的抑制性蛋白,能夠被用來(lái)改進(jìn)作為一種基因治療工具的CRISPR-Cas9,從而降低可能導(dǎo)致不良副作用的脫靶基因編輯。
在此之前,小編針對(duì)CRISPR/Cas系統(tǒng)開(kāi)展大量的總結(jié)和分析,但是未專門(mén)針對(duì)抗CRISPR蛋白開(kāi)展過(guò)相關(guān)的總結(jié);诖,小編特地針對(duì)抗CRISPR蛋白近年來(lái)取得的進(jìn)展,進(jìn)行一番盤(pán)點(diǎn),以饗讀者。
1.Nature:CRISPR-Cas也有天敵!
doi:10.1038/nature15254
近日,來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)的研究人員在著名國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了一項(xiàng)最新研究進(jìn)展,他們?cè)谶@項(xiàng)研究中首次發(fā)現(xiàn)了噬菌體合成的用以抑制細(xì)菌體內(nèi)CRISPR-CAS系統(tǒng)的蛋白質(zhì)。 在這項(xiàng)研究中,研究人員利用生化和體內(nèi)研究方法對(duì)噬菌體產(chǎn)生的三種抗CRISPR蛋白進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一種蛋白質(zhì)都通過(guò)不同的機(jī)制抑制CRISPR-CAS活性。其中兩種蛋白通過(guò)與CRISPR-CAS復(fù)合體內(nèi)的不同蛋白亞基發(fā)生相互作用,利用空間或非空間抑制效應(yīng)阻斷CRISPR-CAS復(fù)合體的DNA結(jié)合活性。而第三種抗CRISPR蛋白則通過(guò)與CAS3解旋酶-核酸酶結(jié)合,阻止其被招募到與DNA結(jié)合的CRISPR-CAS復(fù)合體上。
研究人員利用體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明抗CRISPR能夠?qū)RISPR-CAS系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子,首次提出了通過(guò)蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)CRISPR-CAS活性的模型。
這些抗CRISPR蛋白的多樣性序列和作用機(jī)制代表它們具有各自獨(dú)立的進(jìn)化過(guò)程,同時(shí)提示可能還會(huì)存在其他可能調(diào)控CRISPR-CAS功能的蛋白,仍然需要更多研究進(jìn)行深入探討。
2. Cell:贊!又發(fā)現(xiàn)兩種新的抗CRISPR蛋白
doi:10.1016/j.cell.2016.12.009
在剛剛發(fā)現(xiàn)幾種能夠阻斷人細(xì)胞中的CRISPR-Cas9活性的蛋白(Cell, doi:10.1016/j.cell.2016.11.017)之后,來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)舊金山分校的Joseph Bondy-Denomy和同事們?cè)谝豁?xiàng)新的研究中報(bào)道了更多的抗CRISPR蛋白(anti-CRISPR)。
研究人員先假設(shè)細(xì)菌基因組可能含有一種抑制劑來(lái)阻止CRISPR切割其自身基因組中的靶標(biāo),然后通過(guò)在細(xì)菌基因組中尋找CRISPR序列和它的靶標(biāo)而發(fā)現(xiàn)這些Cas9抑制劑。確實(shí),Rauch和同事們揭示出幾種存在于李斯特菌中的抗CRISPR蛋白,而且這些抗CRISPR蛋白的序列是之前的噬菌體感染中遺留在李斯特菌基因組中的。Rauch說(shuō),“正如CRISPR技術(shù)是基于細(xì)菌的天然抗病毒防御系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的,我們也能夠利用病毒制造出的抗CRISPR蛋白來(lái)繞過(guò)這些細(xì)菌防御系統(tǒng)。”
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)兩種蛋白抑制劑AcrIIA2和AcrIIA4阻斷來(lái)自釀膿鏈球菌的Cas9酶活性,其中Cas9是一種經(jīng)常用于基因組編輯中的DNA切割酶。
3.Nat Microbiol:微生物利用抗CRISPR蛋白破壞CRISPR/Cas系統(tǒng)
doi:10.1038/nmicrobiol.2016.85
在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自加拿大多倫多大學(xué)和新西蘭奧塔哥大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)多樣性的細(xì)菌物種編碼阻斷特異性CRISPR/Cas系統(tǒng)活性的基因。通過(guò)掃描原噬菌體(即整合在細(xì)菌基因組中的噬菌體基因組),來(lái)自多倫多大學(xué)的Alan Davidson和同事們鑒定出5種新的抗CRISPR蛋白編碼基因,而在此之前,他的團(tuán)隊(duì)已鑒定出9種。這項(xiàng)最新的研究突出強(qiáng)調(diào)了一種學(xué)習(xí)CRISPR系統(tǒng)如何工作的方法以及一種潛在的開(kāi)展基于CRISPR的基因編輯的附加工具。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月13日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上,論文標(biāo)題為“Inactivation of CRISPR-Cas systems by anti-CRISPR proteins in diverse bacterial species”。
在當(dāng)前的這項(xiàng)研究中,Davidson團(tuán)隊(duì)擴(kuò)大對(duì)變形菌門(mén)(Proteobacteria)內(nèi)細(xì)菌物種基因組的搜尋。鑒于之前鑒定出的這9種蛋白沒(méi)有共同的序列基序,研究人員尋找與一種假定的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因具有同源性的序列,這是因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因位于所有已知的抗CRISPR位點(diǎn)的附近。
Davidson和同事們?nèi)缓鬁y(cè)試了在質(zhì)粒中表達(dá)的每種假定的抗CRISPR基因是否能夠支持噬菌體在攜帶靶向它的I-E型或I-F型CRISPR系統(tǒng)的細(xì)菌內(nèi)復(fù)制。他們又鑒定出4種靶向作用于I-F型CRISPR系統(tǒng)的抗CRISPR基因,以及一種能夠阻斷I-E型和I-F型CRISPR系統(tǒng)的抗CRISPR基因。
4.mBio:鑒定出新的一組抑制銅綠假單胞菌I-E型CRISPR-Cas系統(tǒng)的噬菌體抗CRISPR基因
doi:10.1128/mBio.00896-14
在一項(xiàng)新的研究中,多倫多大學(xué)的Alan Davidson團(tuán)隊(duì)證實(shí)攜帶I-F型抗CRISPR基因的一些噬菌體介導(dǎo)對(duì)銅綠假單胞菌的I-E型CRISPR-Cas系統(tǒng)的抑制。這些基因并不抑制銅綠假單胞菌的I-F型CRISPR-Cas系統(tǒng),也不抑制大腸桿菌的I-E型CRISPR-Cas系統(tǒng)他們也在銅綠假單胞菌的非前噬菌體基因組區(qū)域(可能是可移動(dòng)的遺傳因子)中鑒定出功能性的抗CRISPR基因。
他們首次證實(shí)銅綠假單胞菌的I-E型CRISPR-Cas系統(tǒng)無(wú)需基因操縱就天然地具有活性,這與之前描述過(guò)的大腸桿菌和其他細(xì)菌的I-E型CRISPR-Cas系統(tǒng)形成鮮明對(duì)比。
5.Cell:重磅!揭示抗CRISPR蛋白阻斷CRISPR系統(tǒng)機(jī)制
doi:10.1016/j.cell.2017.03.012
如今,來(lái)自美國(guó)國(guó)家過(guò)敏癥與傳染病研究所、斯克里普斯研究所、蒙大拿州立大學(xué)、加州大學(xué)舊金山分校和加拿大多倫多大學(xué)的研究人員首次解析出病毒抗CRISPR蛋白附著到一種細(xì)菌CRISPR監(jiān)視復(fù)合物上時(shí)的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)抗CRISPR蛋白的作用機(jī)制是封鎖CRISPR識(shí)別和攻擊病毒基因組的能力。一種抗CRISPR蛋白甚至“模擬”DNA,讓這種crRNA(CRISPR經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA)引導(dǎo)的檢測(cè)機(jī)器脫軌。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年3月23日的Cell期刊上,論文標(biāo)題為“Structure Reveals Mechanisms of Viral Suppressors that Intercept a CRISPR RNA-Guided Surveillance Complex”。論文通信作者為來(lái)自斯克里普斯研究所的Gabriel C. Lander和來(lái)自蒙大拿州立大學(xué)的Blake Wiedenheft。
利用一種被稱作冷凍電鏡的高分辨率成像技術(shù),這些研究人員發(fā)現(xiàn)了CRISPR系統(tǒng)和抗CRISPR蛋白的三個(gè)重要的方面。
首先,他們準(zhǔn)確地觀察這種CRISPR監(jiān)視復(fù)合物如何識(shí)別病毒遺傳物質(zhì)以便發(fā)現(xiàn)它應(yīng)當(dāng)在何處發(fā)起攻擊。這種監(jiān)視復(fù)合物中的蛋白像握手那樣纏繞在細(xì)菌crRNA的周圍,讓這種crRNA的特定片段暴露出來(lái)。這種特定片段掃描病毒DNA,尋找它們能夠識(shí)別的基因序列。再者,這些研究人員分析了病毒抗CRISPR蛋白如何癱瘓這種監(jiān)視復(fù)合物。他們發(fā)現(xiàn)一種抗CRISPR蛋白覆蓋住crRNA的這個(gè)暴露片段,從而阻止這種CRISPR系統(tǒng)掃描病毒DNA。
另一種抗CRISPR蛋白采用一種不同的策略。基于這種抗CRISPR蛋白的結(jié)合位置和負(fù)電荷,這些研究人員認(rèn)為它起著模擬DNA的作用,誘導(dǎo)CRISPR結(jié)合這種抗CRISPR蛋白,而不是入侵的病毒DNA。
這些研究人員認(rèn)為這種對(duì)抗CRISPR蛋白的新認(rèn)識(shí)可能最終導(dǎo)致人們開(kāi)發(fā)出更加復(fù)雜的和更加高效的基因編輯工具?笴RISPR蛋白可能能夠被用于CRISPR系統(tǒng)之中來(lái)迅速阻斷基因編輯,或者科學(xué)家們可能能夠降解抗CRISPR蛋白來(lái)觸發(fā)基因編輯。
6.Science子刊:利用抗CRISPR蛋白顯著降低CRISPR-Cas9脫靶效應(yīng)
doi:10.1126/sciadv.1701620
如今有研究證實(shí)病毒進(jìn)化出的反制措施,即被稱作抗CRISPR蛋白(anti-CRISPR)的抑制性蛋白,能夠被用來(lái)改進(jìn)作為一種基因治療工具的CRISPR-Cas9,從而降低可能導(dǎo)致不良副作用的脫靶基因編輯。
在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和加州大學(xué)舊金山分校的研究人員證實(shí)最近發(fā)現(xiàn)的抗CRISPR蛋白降低脫靶效應(yīng)多達(dá)4倍,就像一種切斷開(kāi)關(guān)那樣讓CRISPR-Cas9完成它的任務(wù)之后失去功能。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2017年7月12日的Science Advances期刊上,論文標(biāo)題為“Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic”。論文通信作者為加州大學(xué)伯克利分校創(chuàng)新基因組學(xué)研究所研究員Jacob Corn博士和來(lái)自加州大學(xué)伯克利分校的作為CRISPR-Cas9基因編輯發(fā)明人之一的Jennifer A. Doudna。
在這項(xiàng)研究中,這些研究人員讓CRISPR-Cas9分子利用向?qū)NA(gRNA)發(fā)現(xiàn)、切割和替換導(dǎo)致鐮狀細(xì)胞疾病的血紅蛋白編碼基因突變體。他們證實(shí)一種被稱作AcrIIA4的特定抗CRISPR蛋白將這種CRISPR-Cas9分子的脫靶效應(yīng)降低4倍。它在做到這一點(diǎn)的同時(shí)不會(huì)顯著地降低想要的在靶基因編輯。
7.Nature子刊:浙江大學(xué)朱永群實(shí)驗(yàn)室揭示AcrF3蛋白抑制病原菌I型CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的分子機(jī)制
doi:10.1038/nsmb.3269
AcrF3-PaCas3復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)示意圖
2016年7月25日,國(guó)際學(xué)術(shù)權(quán)威刊物自然出版集團(tuán)旗下子刊《Nature Structural & Molecular Biology》雜志上在線發(fā)表了浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院朱永群實(shí)驗(yàn)室題為“Structural Basis for Cas3 Inhibition by the Bacteriophage Protein AcrF3”的研究論文,研究揭示噬菌體蛋白AcrF3抑制病原菌I型CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)效應(yīng)分子Cas3的分子機(jī)理。國(guó)家蛋白質(zhì)科學(xué)中心的姚德強(qiáng)博士和朱永群實(shí)驗(yàn)室博士生王小飛為論文共同第一作者,朱永群教授和助理研究員周艷博士為本文的共同通訊作者。
朱永群實(shí)驗(yàn)室建立了PaCas3體外核酸酶酶學(xué)實(shí)驗(yàn)體系,發(fā)現(xiàn)PaCas3具有很好的多種二價(jià)金屬離子依賴的核酸酶活性。進(jìn)一步的生化實(shí)驗(yàn)揭示AcrF3蛋白在溶液狀態(tài)下形成同源二聚體分子,以高親和力的方式與PaCas3特異地結(jié)合,有效地抑制了PaCas3體外核酸酶活性。通過(guò)解析2.6埃高分辨率的PaCas3-AcrF3復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),該研究發(fā)現(xiàn)PaCas3由一個(gè)獨(dú)立的N端Cas2結(jié)構(gòu)域、HD型核酸酶結(jié)構(gòu)域、SF2型解旋酶結(jié)構(gòu)域(由RecA1和RecA2兩個(gè)亞結(jié)構(gòu)域組成)、Long linker區(qū)以及C端結(jié)構(gòu)域(CTD)所構(gòu)成。單獨(dú)的Cas2蛋白被報(bào)道在CRISPR-Cas免疫系統(tǒng)的DNA adaptation(DNA適應(yīng))過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,Cas2與Cas1形成摩爾比2:4的整合酶復(fù)合物,將獲取的外源DNA插入CRISPR基因座中。PaCas3擁有獨(dú)立的Cas2結(jié)構(gòu)域,說(shuō)明PaCas3不同于以往報(bào)道的Cas3分子,它同時(shí)參與了CRISPR-Cas系統(tǒng)中的DNA適應(yīng)和DNA干擾兩個(gè)過(guò)程。
在PaCas3-AcrF3復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu)中,AcrF3以同源二聚體的方式與PaCas3的緊密結(jié)合,這與我們的生化實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致。單個(gè)AcrF3分子呈現(xiàn)由六股α-螺旋組成的雙層結(jié)構(gòu),并通過(guò)疏水相互作用、以反向?qū)ΨQ的方式形成同源二聚體分子。破壞二聚體中兩個(gè)分子之間的疏水作用,將導(dǎo)致AcrF3完全喪失了抑制PaCas3體外核酸酶活性的能力。在復(fù)合物結(jié)構(gòu)中,AcrF3二聚體結(jié)合在PaCas3 的位于Long linker區(qū)與CTD結(jié)構(gòu)域之間的凹槽區(qū)域,并與PaCas3的HD、Long linker區(qū)、RecA2和CTD結(jié)構(gòu)域之間發(fā)生了廣泛的相互作用。其中,AcrF3與RecA2之間的相互作用完全封閉了PaCas3解旋酶結(jié)構(gòu)域中DNA結(jié)合通道的入口,說(shuō)明AcrF3的結(jié)合導(dǎo)致PaCas3不能接觸由Cascade呈遞來(lái)的目標(biāo)DNA。令人驚訝的是,在復(fù)合物結(jié)構(gòu)中,PaCas3解旋酶結(jié)構(gòu)域結(jié)合了一個(gè)ADP分子,而不是通常活性解旋酶結(jié)合的ATP分子,表明AcrF3將PaCas3鎖定在非活性的狀態(tài)。通過(guò)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析,該研究還發(fā)現(xiàn)AcrF3也阻止了Cascade復(fù)合物的Cse1亞基對(duì)PaCas3的識(shí)別作用,導(dǎo)致Cascade不能招募PaCas3。因此,AcrF3蛋白以同源二聚體為活性單元,通過(guò)屏蔽PaCas3對(duì)目標(biāo)DNA的接觸、阻斷Cascade復(fù)合物Cse1亞基對(duì)PaCas3的招募作用以及將PaCas3鎖定在ADP結(jié)合的非活性狀態(tài),從而抑制I型CRISPR-Cas免疫系統(tǒng),發(fā)揮其anti-CRISPR活性。
8.Nature:發(fā)現(xiàn)讓細(xì)菌中的CRISPR/Cas系統(tǒng)失活的噬菌體基因
doi:10.1038/nature11723
在一項(xiàng)新的研究中,多倫多大學(xué)的Alan Davidson團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)研究中,發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)基因組中的單個(gè)原噬菌體能夠抵抗一系列其他類型的噬菌體。因此,他們對(duì)銅綠假單胞菌CRISPR系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整以便試圖理解這種原噬菌體如何可能影響這種細(xì)菌對(duì)噬菌體感染的敏感性。他們發(fā)現(xiàn)銅綠假單胞菌的I-F型CRISPR系統(tǒng)僅僅阻止某些類型的噬菌體的感染。通過(guò)搜尋噬菌體基因組,他們發(fā)現(xiàn)5種獨(dú)特的基因,每種都有抗CRISPR活性。
9.哈工大黃志偉課題組最新Nature!揭示魔剪CRISPR“抑制開(kāi)關(guān)”分子機(jī)制
doi:10.1038/nature22377
4 月 28 日,哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院黃志偉教授課題組在《自然》(《Nature》)在線發(fā)表了題目為《Anti-CRISPR 蛋白抑制 CRISPR-SpyCas9 活性的分子機(jī)制》(Structural basis of CRISPR-SpyCas9 inhibition by an anti-CRISPR protein)的研究論文。
早先的研究發(fā)現(xiàn)一類來(lái)自于 Listeria monocytogenes 前噬菌體的 Anti-CRISPR 基因 AcrIIA4 等在細(xì)胞內(nèi)能夠抑制 SpyCas9 的基因編輯活性,然而這些 Anti-CRISPR 基因抑制 SpyCas9 活性的分子機(jī)制并不清楚。
為了研究 AcrIIA2 或 AcrIIA4 是否能夠直接結(jié)合 SpyCas9,課題組首先建立體外生物化學(xué)研究系統(tǒng),研究發(fā)現(xiàn) Anti-CRISPR 蛋白 AcrIIA2 或 AcrIIA4 直接結(jié)合 SpyCas9-sgRNA 復(fù)合物,有趣的是 AcrIIA2 或 AcrIIA4 只和結(jié)合有 sgRNA 的 SpyCas9 有相互作用,而和單獨(dú) SpyCas9 并沒(méi)有相互作用;進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) AcrIIA2 或 AcrIIA4 能夠直接抑制 SpyCas9 介導(dǎo)的目的 DNA 的剪切。
為了研究 AcrIIA4 直接抑制 SpyCas9 活性的分子機(jī)制,課題組純化出 SpyCas9-sgRNA-AcrIIA4 復(fù)合物,并通過(guò)結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究方法解析了 SpyCas9-sgRNA-AcrIIA4 復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu),該復(fù)合物結(jié)構(gòu)揭示 AcrIIA4 蛋白構(gòu)象是一個(gè)新的折疊,它結(jié)合在 SpyCas9 的 CTD、TOPO 和 RuvC 三個(gè)結(jié)構(gòu)域形成的凹槽區(qū)域。該凹槽區(qū)域正是 SpyCas9 上的底物 PAM DNA 的結(jié)合位點(diǎn);另外來(lái)自 AcrIIA4 的β1 折疊片前的 Loop 與 RuvC 活性位點(diǎn)接觸也加強(qiáng)了 AcrIIA4 對(duì) SpyCas9 的抑制作用。上述結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果顯示 AcrIIA4 和底物 PAM DNA 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合 SpyCas9,AcrIIA4 比底物 PAM DNA 具有更強(qiáng)的親和力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步支持了結(jié)構(gòu)觀察的結(jié)果。接下來(lái)的生化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證實(shí) AcrIIA4 結(jié)合 SpyCas9 后抑制底物 PAM DNA 結(jié)合 SpyCas9,從而拮抗 SpyCas9 的活性。
10.Cell:首次發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9基因編輯的“關(guān)閉開(kāi)關(guān)”
doi:10.1016/j.cell.2016.11.017
CRISPR/Cas9基因組編輯正快速地引發(fā)生物醫(yī)學(xué)研究變革,但是這種新技術(shù)迄今為止并不是非常精確的。這種技術(shù)能夠在基因組中無(wú)意地產(chǎn)生過(guò)多的或者不想要的變化,產(chǎn)生脫靶突變,從而限制了它在治療應(yīng)用中的安全性和療效。
如今,在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院和加拿大多倫多大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)首批已知的CRISPR/Cas9活性“關(guān)閉開(kāi)關(guān)”,從而為CRISPR/Cas9編輯提供更好的控制。
馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院RNA治療研究所教授Erik J. Sontheimer博士、多倫多大學(xué)分子遺傳學(xué)教授Alan Davidson博士和多倫多大學(xué)生物化學(xué)助理教授Karen Maxwell博士鑒定出三種自然產(chǎn)生的抑制Cas9核酸酶的蛋白。這些被稱作抗CRISPR的蛋白具有阻斷Cas9切割DNA的能力