Cas9核酸内切酶在酿酒酵母单倍体与二倍体菌株中的毒性效应研究

CRISPR/Cas9基因编辑工具虽高效，但脱靶突变和细胞毒性问题亟待解决。研究人员通过构建表达Cas9及sgRNA的酿酒酵母单倍体/二倍体菌株，发现Cas9单独存在时即产生毒性，与sgRNA共表达时毒性加剧，且单倍体对Cas9更敏感。该研究为优化CRISPR/Cas9系统提供了重要毒性机制参考。

　　

CRISPR/Cas9（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated protein 9）这种RNA引导的基因组编辑工具虽然效果显著，但脱靶突变和细胞毒性问题限制了其应用潜力。最新研究以模式生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）为对象，揭示了Cas9核酸内切酶的毒性效应。

科研人员分别构建了能表达Cas9蛋白、或同时表达Cas9与单向导RNA（single-guide RNA, sgRNA）的单倍体和二倍体酵母菌株。通过生长曲线分析发现：同时表达Cas9和sgRNA的菌株生长速率显著降低，这可能是sgRNA引导Cas9诱导DNA双链断裂（double-strand breaks, DSBs）所致。令人意外的是，不搭配sgRNA的Cas9单独表达也会产生毒性，暗示Cas9可能通过非特异性结合基因组DNA或过量蛋白积累引发细胞应激。

研究还发现二倍体酵母对Cas9的耐受性优于单倍体，这种倍性差异为理解真核细胞应对基因编辑压力的机制提供了新线索。该成果警示科学界：Cas9的内源性毒性可能影响CRISPR编辑效率，未来需开发毒性缓解策略以提升基因组编辑的安全性和有效性。