全球即時：CRISPR技術再添新工具，真核生物中類“基因魔剪”機制首次揭示

【資料圖】

圖中是Fanzor蛋白(灰色、黃色、淺藍色和粉色)與ωRNA(紫色)及其目標DNA(紅色)復合的冷凍電鏡圖。非目標DNA鏈呈藍色。圖片來源：麻省理工學院

美國麻省理工學院麥戈文腦研究所、麻省理工學院博德研究所和哈佛大學張鋒團隊在真核生物中發現了第一個可編程的RNA引導系統。29日發表于《自然》雜志上的論文稱，這種基于Fanzor蛋白的系統能對人類基因組進行編輯，類似于CRISPR的基因編輯系統。與CRISPR-Cas系統相比，Fanzor蛋白系統更精準，有望成為被遞送至人類細胞的新型基因編輯工具。

研究表明，RNA引導的DNA切割機制存在于包括真核生物在內的所有生命王國。張鋒表示，這個新系統是對人類細胞進行精確改變的另一種方式，補充了已有的基因組編輯工具。

兩年前，團隊成員在原核生物中發現了一類名為OMEGA的RNA可編程系統，這種系統通常與細菌基因組中的轉座元件或“跳躍基因”相關聯，并可能產生CRISPR-Cas系統。這項研究還突顯了原核生物OMEGA系統和真核生物中Fanzor蛋白之間的相似之處，表明Fanzor蛋白可能也使用RNA引導的機制來靶向和切割DNA。

在這項研究中，研究人員從真菌、藻類和變形蟲物種以及北圓蛤中均分離出Fanzor蛋白。Fanzor蛋白的生化特征研究結果表明，它們是切割DNA的核酸內切酶，使用附近的非編碼RNA(即ωRNA)來靶向基因組中的特定位置。這是第一次在動物等真核生物中發現這種機制。

進一步研究發現，Fanzor蛋白可對人類細胞基因組的特定位點進行靶向的插入與缺失編輯，證明了Fanzor蛋白作為基因組編輯工具的潛力。

研究人員通過工程化技術，在蛋白質中引入了一系列突變，使其活性增加了10倍。此外，Fanzor蛋白沒有顯示出“附帶活性”，即當RNA引導內切酶切割DNA時，會同時降解鄰近的DNA或RNA。這些結果表明，Fanzor蛋白有可能被開發為高效的基因組編輯程序。

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