美國著名華裔科學(xué)家MIT張鋒教授團(tuán)隊是該領(lǐng)域的領(lǐng)先小組之一，最近發(fā)表論文提供了一種更好的CRISPR基因編輯工具，他們根據(jù)生物進(jìn)化理論，在細(xì)菌蛋白庫中尋找更理想的DNA切割酶，獲得了成功，使該技術(shù)超更簡單、更便宜、更快、更準(zhǔn)等方向上邁進(jìn)一大步。

 

　　CRISPR是生命進(jìn)化歷史上，細(xì)菌和病毒進(jìn)行斗爭產(chǎn)生的免疫武器，簡單說就是病毒能把自己的基因整合到細(xì)菌，利用細(xì)菌的細(xì)胞工具為自己的基因復(fù)制服務(wù)，細(xì)菌為了將病毒的外來入侵基因清除，進(jìn)化出CRISPR系統(tǒng)，利用這個系統(tǒng)，細(xì)菌可以不動聲色地把病毒基因從自己的染色體上切除，這是細(xì)菌特有的免疫系統(tǒng)。微生物學(xué)家10年前就掌握了細(xì)菌擁有多種切除外來病毒基因的免疫功能，其中比較典型的模式是依靠一個復(fù)合物，該復(fù)合物能在一段RNA指導(dǎo)下，定向?qū)ふ夷繕?biāo)DNA序列，然后將該序列進(jìn)行切除。許多細(xì)菌免疫復(fù)合物都相對復(fù)雜，其中科學(xué)家掌握了對一種蛋白Cas9的操作技術(shù)，并先后對多種目標(biāo)細(xì)胞DNA進(jìn)行切除。這種技術(shù)被稱為CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)，迅速稱為生命科學(xué)最熱門的技術(shù)。從事這一技術(shù)開發(fā)的團(tuán)隊則一直關(guān)注如何進(jìn)一步改進(jìn)該技術(shù)。張峰團(tuán)隊在這一競賽中率先取得了成功。

 

　　張鋒是MIT的分子生物學(xué)家，他們對數(shù)百個候選來自細(xì)菌的蛋白酶進(jìn)行篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中一個許多細(xì)菌對抗病毒感染的蛋白CPF1，具有編輯DNA的能力。利用新建立的基因編輯系統(tǒng)，張鋒小組成功對人類細(xì)胞進(jìn)行編輯。該研究上周在《細(xì)胞》雜志發(fā)表了該研究論文。

 

　　與過去的CRISPR／Cas9基因編輯系統(tǒng)相比，新的張鋒版CRISPR／CPF1基因編輯系統(tǒng)擁有五大優(yōu)勢。

 

　　第一，只需一個協(xié)助RNA分子。Cas9系統(tǒng)需要2個RNA分子協(xié)助，Cpf1只需要一個RNA分子。

 

　　第二、Cpf1酶分子量比Cas9小，進(jìn)入細(xì)胞更容易，編輯成功率會提高。

 

　　第三，Cpf1系統(tǒng)不同的識別序列令其基因編輯效果更好。

 

　　第四，剪切位置與Cas9不同，選擇余地更大。

 

　　第五，產(chǎn)生黏性末端，便于新DNA序列插入。

 

　　總之，張鋒小組新建立的Cpf1基因編輯系統(tǒng)，使這一技術(shù)變的更容易操作，編輯效果更好。