CRISPR/Cas12a?基因編輯技術

CRISPR/Cas9?技術受富含?G?堿基的?PAM?序列限制，不能實現任意序列的靶向。同時?Cas9?蛋白分子量過大，某些情況下不便使用。實際上幾乎所有的古細菌和眾多的細菌都采用?CRISPR/Cas?機制進行免疫防御，其中包含多種?CRISPR/Cas?系統。已經表征過的Ⅱ類?CRISPR/Cas?系統，均屬于采用?Cas9?家族核酸酶作為效應因子的Ⅱ型?CRISPR/Cas?系統，而在普氏菌和弗朗西斯氏菌屬（Prevotella?和?Francisella1）中存在另一個Ⅱ類?CRISPR/Cas?系統，其被歸為Ⅴ型?CRISPR/Cas?系統。2015?年，張鋒團隊報道?V?型系統中的?Cpf1（CRISPR from Prevotella and Francisella 1）（現稱“Cas12a”）是有功能的細菌免疫機制并能在人類細胞中介導有效的基因編輯。CRISPR/Cas12a?具有?CRISPR/Cas9?沒有的優點，其中之一就是?Cas12a?需要的是富含?T?堿基的?PAM?序列，有助于其在基因組富含?A/T?堿基的物種中使用。上海科技大學的陳佳課題組將無?DNA?切割活性的?dCas12a?與大鼠源的胞嘧啶脫氨酶（APOBEC1）融合，發現其與基于?Cas9?的堿基編輯器類似，能有效地催化人類細胞中?C?到?T?堿基的轉換。由于識別的是富含?T?堿基的?PAM?序列，基于?Cas12a?的堿基編輯系統能與基于?Cas9?的堿基編輯系統互補，為相關基礎研究及將來的臨床應用提供更全面的技術條件。

基于?CRISPR/Cas?系統的RNA編輯技術

除了對?DNA?進行編輯，張鋒課題組發現?CRISPR?蛋白家族的?C2c2（現稱?Cas13a）可以靶向切割?RNA，隨后他們證實?Cas13a?可在哺乳動物細胞中靶向降低?RNA?的水平。利用?Cas13a?的?RNA?靶向功能，CRISPR/Cas13a系統被開發為?RNA?檢測器用于疾病診斷。張鋒團隊后續又發現了?Cas13b，其同樣具有?RNA?靶向和編輯功能。另外，Cas13c?和?Cas13d?也具有類似功能。RNA?編輯技術的建立，進一步拓展了?CRISPR/Cas?基因編輯技術的應用范圍。

相關文章