完善CRISPR，基因编辑系统有了通用的“刹车装置”

著名的《细胞》杂志最近发表了克里斯普-卡斯9基因编辑工具的共同发现者詹妮弗·邓纳(Jennifer Dunner)团队的最新成果:他们通过X射线衍射结晶发现，抑制卡斯9活性的两种蛋白ACRⅱC1和ACRⅱC3具有完全不同的作用机制，而ACRⅱC1具有广谱抑制作用，也就是说，它可以在不同的基因编辑系统中充当“刹车装置”，允许基因编辑过程在适当的时候终止，并减少误靶效应。

CRISPR-Cas9系统简单高效，但存在很大的安全隐患:错误基因修复后，系统不能停止剪切功能，但可能继续修饰正常基因，导致靶效应缺失。科学家一直期望从细菌的自然系统中找到一个“安全门”，可以及时关闭基因编辑过程。

已经发现至少7种Cas9抑制蛋白(ACR蛋白)具有停止细胞剪切和编辑的功能。这一次，donderner的团队选择了两种已经被证明能抑制人类细胞中Cas9的蛋白质进行对比研究，发现它们具有完全不同的作用模式。ACRⅱC1能与Cas9中两个重要的结合氨基酸紧密结合，使Cas9失去剪切功能。然而，ACRⅱC3改变了它的结构，允许两个Cas9分子形成二聚体，使Cas9不能再与DNA结合。基于两种不同的机制，ACRⅱC1能抑制多种不同的广谱Cas9蛋白，而ACRⅱC3只能抑制一种叫NmeCas9的蛋白。

哈尔滨工业大学生命科学与技术学院教授黄志玮今年4月在《自然》杂志上发表了一篇轰动性的论文。他首次研究了另一种Cas9抑制蛋白——ACRⅱC4的作用机制，并证实它能有效抑制SpyCas9的基因编辑活性。黄教授在接受《科技日报》记者采访时表示，他们的研究成果比唐娜团队报道的要早。目前，还没有证据表明ACRⅱC1和ACRⅱC3具有比ACRⅱC4更好的抑制作用。然而，通过比较研究，可以发现最有效的抑制蛋白并将其添加到基因编辑系统中，这样Cas9就可以在完成基因编辑任务后及时“关闭”该功能，以避免遗漏效应。