Science:巨大噬菌体中发现的 CRISPR 酶扩充了基因组编辑工具箱

来源: 生物通 / 作者: 2020-07-27
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一项由 Patrick Pausch、Jennifer Doudna 和同事所做的新的研究披露,一种新近发现具有功能的超级紧凑的 CRISPR 酶仅见于巨大的噬菌体中(被称作 CRISPR- CasΦ);它为 CRISPR 基因组编辑工具箱提供了一个新的强有力的工具,因为与 Cas9 和 Cas12 相比,它能对更广泛的基因序列设靶。作者测试了其在人和植物细胞中扩展标靶的能力。鉴于其体积小,他们还提出,相对于其它 CRISPR-Cas 蛋白,CasΦ可为细胞递送提供新的优势。

尽管通常以基因工程工具闻名,但 CRISPR-Cas 系统为许多单细胞生物提供了针对病毒和质粒的适应性免疫力。宿主中的 CRISPR RNAs(crRNA)可辨识先前遭遇过的病毒 DNA,指导 CRISPR 相关性或 Cas 酶来摧毁这些病毒。尽管 CRISPR-Cas 系统几乎仅存在并运作于细菌和古生菌的基因组中,但它们最近也在巨大的噬菌体(即细菌病毒)中被发现。但噬菌体中的这些系统有所不同。

它们明显缺乏在其它 CRISPR-Cas 系统中常见的那些 Cas 蛋白,但它们却有专属的具基因独特性且异常微小的 CasΦ酶。在这里,Pausch、Doudna 和同事描述了源自噬菌体的 CRISPR- CasΦ系统的功能,展示了其扩充 CRISPR 基因组编辑工具箱的潜力。

尽管其大小几乎是通常用于基因组编辑的 Cas9 和 Cas12 系统的一半,但 Pausch 等人证明,具独特生化性质的 CasΦ具备完整的功能,它仅用单个活性位点即可生成成熟的 crRNA 并切割外源性 DNA,使其成为迄今发现的最紧凑的 CRISPR-Cas 系统。此外,作者证明,CasΦ能成功应用于编辑人类和植物基因组。

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