文献解读Genome biology|武大殷雷课题组:基因编辑工具CRISPR/Cas12a研究

CRISPR/Cas9（Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated protein 9）簇状规则间隔的短回文重复及相关蛋白9组成的系统作为细菌的一种适应性免疫防御机制被用来对抗入侵的病毒及外源DNA，现代生物学主要用CRISPR/Cas9进行基因组编辑、表观遗传调控、医学等方面的应用。

图1. CRISPR-Cas9系统的分子机制【1】

2020年3月25日，武汉大学生命科学学院殷雷课题组在国际知名期刊Genome biology（IF：14.028）上在线发表研究成果“A Cas12a ortholog with stringent PAM recognition followed by low off-target editing rates for genome editing”（殷雷课题组研究生陈鹏，周进，万义彬为共同第一作者，殷雷教授为通讯作者。）阐述了另一种基因编辑工具CRISPR/Cas12a，相较与Cas9，Cas12a具有更低的脱靶效应，是继CRISPR/Cas9技术之后的一种重要的基因编辑手段，该项研究得到了来自国家科技部和国家自然科学基金的资助。

图2. 文章截图

原文链接：https://doi.org/10.1186/s13059-020-01989-2

目前常用的Cas12a有AsCas12a和LbCas12a，在crRNA的介导下，通过识别最佳的TTTV PAM对靶序列进行编辑。除此之外，Cas12a同样会识别含有C的非经典的PAM序列（如CTTV， TCTV， TTCV等），然而，这种识别可能在非经典的PAM处引起脱靶。研究者从规则粪球菌（Coprococcus eutactus）中鉴定出一种新的具有基因编辑功能的Cas12a，命名为CeCas12a，其编辑效率与AsCas12a，LbCas12a相当。并且，CeCas12a具有更为严格的PAM识别，进而在哺乳动物细胞的基因编辑中体现出更低的脱靶。

图3. CRISPR-Cas核酸酶脱靶效应的评估

该文章系统地研究了基因编辑蛋白的特异性，阐明了对PAM识别严格与否是影响基因编辑脱靶的一个重要因素，CeCas12a可作为基础研究和临床治疗中一种新的具有优良特性的基因编辑备选工具。

图4. 文章实验附录截图

在此次CRISPR基因编辑研究中细胞转染实验使用的转染试剂及T7E1实验中使用的组织直扩产品均为翌圣生物的明星产品，翌圣生物为此次CRISPR基因编辑研究贡献了一份力量，我们也期待的翌圣产品能更多参与前沿生物技术研究和开发应用中。

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【1】 Liu C, Zhang L, Liu H, Cheng K. Delivery strategies of the CRISPR-Cas9 gene-editing system for therapeutic applications. J Control Release. 2017;266:17‐26. doi:10.1016/j.jconrel.2017.09.012

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