12月王牌聚焦：从CRISPR到癌症免疫疗法，多项研究年底冲刺

　　

生物通报道：2016年的最后一页即将被撕去，在年底的这最后一个月里，科学研究没有停下脚步，反而还有了年度冲刺之态，比如基因编辑技术，比如结构生物学成果，比如癌症免疫疗法。

在最后的这三周，几乎每周都会有CRISPR技术的突破性机制公布，首先Broad研究所和Wageningen大学的研究人员在CRISPR–Cpf1的基础上打造了一个多重化基因编辑系统。过去用Cas9靶标多个基因组位点需要构建多个或者很大的表达载体，使这种基因组编辑技术受到一定的局限。研究人员发现，Cpf1能够加工自己的CRISPR RNA (crRNA)。而且Cpf1介导的pre-crRNA加工是独立于DNA剪切的。这种能力可以用来简化多重基因组编辑。他们在此基础上设计CRISPR阵列，用一个载体同时在哺乳动物细胞编辑了四个基因，在小鼠大脑编辑了三个基因（详情）。

其后多伦多大学Alan R. Davidson领导的一个研究小组鉴定出了3个能够抑制Cas9酶的天然蛋白质家族。这些抑制性蛋白能直接绑定NmeCas9（N. meningitidis Cas9），而且更重要的是，这些anti-CRISPRs能够被作为人类细胞基因编辑的有效抑制剂。

CRISPR/Cas9 系统可以靶向靶标细胞，但也有可能会影响其它辅助细胞，组织或者器官。Cas9酶在这些细胞，组织器官中的活性无用，且会造成安全风险。如果构建一种关闭开关，那么就能确保Cas9不会在除了靶标组织以外的地方滥用，组织特异性就能提高（详情）。

紧跟着张锋的脚步，圣诞前Jennifer Doudna等人又从加利福尼亚铁山里士满矿提取的两个古菌基因组中，发现了Cas9序列。此前，已知古生菌使用1型CRISPR系统，而2型只在细菌中被鉴定过。他们还从地下水和土壤细菌中发现了新型Cas蛋白，称为CasX和CasY。

CasX是由仅仅980个氨基酸组成，而其他Cas酶更大。例如，来自金黄色葡萄球菌的常用Cas9含有1368个氨基酸，而来自金黄色葡萄球菌的较小Cas则是由1053个氨基酸组成（CasY约有1200个氨基酸）。研究人员证实CasX和CasY是功能性的，他们将CRISPR-CasX和CRISPR-CasY引入到大肠杆菌，发现它们可以阻止遗传物质进入细胞（详情）。

年底，清华大学的施一公教授给他此前未说完的一个故事终于画上了圆满的句号（或者还有续集）：报道了酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）剪接体在即将开始第二步剪接反应前的工作状态下的三维结构。

从2015年8月至今，施一公教授研究组共报道了剪接反应中5个关键状态剪接体复合物的高分辨率结构，分别是3.8埃的预组装复合物tri-snRNP、3.5埃的激活状态复合物Bact complex、3.4埃的第一步催化反应后复合物C complex、4.0埃的第二步催化激活状态下的C* complex以及3.6埃的内含子套索剪接体ILS complex。这5个高分辨率结构所代表的剪接体状态，基本覆盖了整个剪接通路中关键的催化步骤，提供了迄今为止最为清晰的剪接体不同工作状态下的结构信息（详情）。

此外，宾州大学的研究人员发现，JAK抑制剂可以帮助癌症患者克服对检验点抑制剂的抗性。他们在Cell杂志上发表文章指出，关闭干扰素通路对肿瘤耐药性非常关键。JAK抑制剂不仅能提高检验点抑制剂的疗效，还不需要同时使用多种检验点抑制剂，避免随之而来的严重副作用。

研究人员用包括CRISPR在内的多种技术，建立了抵抗检验点抑制剂的乳腺癌和黑色素瘤小鼠模型。研究显示，长期干扰素信号会通过多条抑制通路增加肿瘤细胞对检验点抑制剂的抵抗。阻断这个应答能使小鼠产生有力的抗肿瘤应答，改善小鼠的生存情况。这是癌症免疫疗法迈出的重要一步，正如作者所说，“与其搞清楚肿瘤的所有抑制通路，还不如找到一个调控许多抑制信号的关键通路。干扰素信号就是这张网中的关键结点，关闭它大部分网络就会瓦解。”（详情）

（生物通：王蕾）