有名期刊《細胞》雜志近日刊登了CRISPR-Cas9基因編輯工具的共同發現者詹妮弗·唐德納團隊的*新成果:他們通過X衍射結晶法發現,兩種抑制Cas9活性的蛋白質ACRⅡC1和ACRⅡC3具有完全不同的作用機理,且ACRⅡC1具有廣譜抑制性,即能在不同基因編輯系統中扮演“剎車裝置”的作用,讓基因編輯過程在適當的時候終止,減少脫靶效應。
CRISPR-Cas9系統雖簡單高效,但存在一大**隱患:該系統無法在錯誤基因得到修復后停止剪切功能,而是可能繼續修改正常基因,導致脫靶效應。科學家們一直期望從**天然系統中找到能及時關閉基因編輯過程的“**閘門”。
此前已經有至少7種Cas9抑制蛋白(ACR蛋白)被發現,具有讓細胞停止剪切和編輯的功能。這次,唐德納團隊選擇了兩種被證實能在人體細胞中抑制Cas9的蛋白進行了比較研究,發現它們具有完全不同的作用方式。ACRⅡC1能與Cas9中結合DNA的兩個重要氨基酸緊密結合,讓Cas9失去剪切DNA的功能;而ACRⅡC3通過讓2個Cas9分子形成二聚體改變其結構,讓Cas9無法再與DNA結合。基于兩種不同的機理,ACRⅡC1能抑制多種不同的Cas9蛋白,具有廣譜性,而ACRⅡC3只能抑制一種名叫NmeCas9的蛋白。
哈爾濱工業大學生命科學與技術學院教授黃志偉今年4月曾在《自然》雜志發表過一篇重磅論文,**對另一種Cas9抑制蛋白ACRⅡC4的作用機制進行了研究,證實其能有效抑制SpyCas9的基因編輯活性。黃教授接受科技日報記者采訪時表示,他們的研究成果早于唐德納團隊的報道,目前沒有任何證據顯示ACRⅡC1和ACRⅡC3比ACRⅡC4具有更好的抑制效果,但通過對比性研究,可以找到*有效的抑制蛋白,將其加入基因編輯系統,讓Cas9在完成基因編輯任務后準時“關閉”功能,避免脫靶效應。
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