CRISPR新工具开辟更多可编辑基因组位点

纽约，10月24日(记者冯卫东)——根据最新一期的《科学进展》，美国麻省理工学院的研究人员发现了一种可以靶向几乎一半基因组位点的Cas9酶，从而大大扩展了基因编辑工具的应用范围。

尽管基因编辑工具近年来取得了相当大的成功，但CRISPR-Cas9基因组上可访问位点的数量仍然有限。这是因为CRISPR需要一个位于基因组靶位点旁的特定序列-原型间隔基相邻基序(PAM)来识别该位点。最广泛使用的Cas9酶，化脓性链球菌Cas9，需要两个g核苷酸作为其PAM序列，这极大地限制了它能靶向的位点的数量(约占基因组位点的9.9%)。

麻省理工学院分子机器研究小组的负责人约瑟夫·雅各布森教授说，CRISPR就像一个非常精确和高效的邮政系统。只要邮政编码以零结尾，它就能准确地到达你想去的任何地方。然而，因为它非常准确和具体，它也限制了可以参观的地方的数量。

为了开发更通用的CRISPR系统，研究人员使用算法对细菌序列进行生物信息学搜索，以确定是否存在对PAM限制较低的类似酶。为此，他们开发了一个数据分析软件工具，并在实验室构建了一个CRISPR的合成版本，以评估新发现的酶的性能。

最后，研究发现最成功的酶是来自犬链球菌的ScCas9，其非常类似于目前广泛使用的Cas9酶，但是可以靶向普通酶不能靶向的DNA序列。这种新的酶只需要一个而不是两个G核苷酸作为其PAM序列，因此在基因组上打开了更多的靶向位点，使得CRISPR能够靶向许多以前已经超出系统范围的特定疾病突变。

例如，一个典型的基因大约有1000个碱基长。如果整个基因被简单地剔除，它可以为研究人员提供许多不同的靶向位点。然而，镰状细胞性贫血和其他疾病是由单碱基突变引起的，这使得靶向更加困难。

雅各布森认为，碱基编辑不仅仅是在一个基因中找到1000个碱基的任何位置并将其剔除的问题，也是一个以非常精确的方式输入和纠正要改变的基因的问题。新的CRISPR工具在这些应用中有很大的潜力，将来可能能够跟踪基因组上的每个位点。