CRISPR先驱Science、Nature相继发表最新成果

　　

生物通报道：细菌在与入侵者的漫长斗争中，演化出了多种防御机制，比如适应性免疫系统CRISPR/Cas。这个监控体系能在CRISPR RNA（crRNA）的引导下，靶标并降解入侵者的遗传物质。现在科学家们已经将CRISPR/Cas开发成了一种简单高效的基因编辑技术，该技术迅速应用到了生物学的各个领域，催生了大量的研究成果。

根据功能元件的不同，CRISPR/Cas系统可以分为I型系统、II型系统和III型系统。这三类系统又可以根据Cas编码基因的不同分为更多的亚类。已知，I型和II型CRISPR-Cas监控复合体靶标双链DNA，而III型监控复合体靶标单链RNA。

加州大学的研究团队通过冷冻电镜（cryo-EM）获得了天然III型Cmr复合体及其与目标RNA结合时的高分辨率结构（接近原子水平），为人们揭示了Cmr结合靶标的具体机制。这项研究发表在四月二日的Science杂志上，文章的通讯作者是Eva Nogales和Jennifer A. Doudna。Doudna是CRISPR技术的共同开发者，曾因这一技术获得了“生命科学突破奖”（Breakthrough Prize），是CRISPR专利的有力竞争者。

CRISPR-Cas系统的作用机制大致分为三个阶段：宿主将入侵者的遗传序列整合到自身基因组的CRISPR位点，CRISPR位点的转录产物被加工为crRNA，crRNA和Cas蛋白组成效应复合体并降解相应的靶标。Cmr复合体是III-B型CRISPR-Cas系统的效应复合体，包含六种蛋白质亚基Cmr1-6和crRNA，根据crRNA序列互补来识别和降解DNA或RNA。

Doudna等人的这项研究为人们展示了Cmr复合体的作用模式，增进了人们对CRISPR系统的理解。研究还指出，Cmr复合体的结构与I型CRISPR-Cascade复合体类似，说明这些免疫系统演化自一个共同的祖先。

就在前一天，Nature杂志发表了另一位CRISPR技术先驱张锋（Feng Zhang）的最新成果。腺相关病毒(AAV)是最有前景的递送载体，但它难以同时搭载SpCas9酶和其他编辑元件。张锋等人在金黄色葡萄球菌中鉴定了一种更小的Cas9酶，既可以达到SpCas9的效率，也能包装到AAV载体中。（相关报道：张锋Nature重大突破：用新型高效Cas9实现基因组编辑）

 

生物通编辑：叶予

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