刘涛团队在提高Cas12a系统的基因组编辑效率方面取得进展

2021年10月13日，北京大学药学院刘涛研究员团队在国际著名期刊Molecular Cell在线发表了题为“Improving the efficiency of CRISpR-Cas12a based genome editing with site-specific covalent Cas12a-crRNA conjugates” 的研究工作。

CRISpR/Cas12a是一种脱靶风险极低的基因编辑系统，但由于其基因编辑效率较低，严重限制了其在生物医药领域的应用。该研究针对这一问题，提出了Cas12a与crRNA的共价交联的策略，通过基因密码子扩展技术在Cas12a核酸酶上定点引入了含有叠氮基团的非天然氨基酸，进而与5’端修饰DBCO的crRNA共价偶连，实现基因编辑复合物的化学共价组装。试验表明，该共价偶联策略，在不同类型细胞中都显著的提高了Cas12a系统的基因编辑效率，且不会产生额外的脱靶效应。在此基础上，作者将该技术应用于定点整合CAR-T细胞及通用型CAR-T细胞的制备（图1），能大幅度提升制备效率，有望推动新一代更安全可控的免疫细胞制备。该研究为Cas12a系统的广泛使用奠定了基础，并为其他低效的Cas核酸酶改造提供了思路与方法。

图1 定点修饰Cas12a偶连crRNA提高Cas12a系统基因组编辑效率

该工作获得了国家自然科学基金、北京市自然科学基金项目、“重大新药创制”科技重大专项、深圳市合成生物学研究所科研计划、北京大学“临床医学+ X”青年专项、北京大学医学部优秀博士研究生创新基金的资助，北京大学药学院刘涛研究员为该工作的通讯作者，刘涛团队19级博士研究生凌鑫宇及20级博士研究生常丽颖为该论文的共同第一作者。

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原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276521007735?dgcid=coauthor

通讯作者简介：

刘涛，北京大学药学院特聘研究员，博士生导师，分子与细胞药理学系主任，天然药物及仿生药物国家重点实验室独立pI，国家优青，北京市杰青获得者。在Nat Chem Biol, Science Advances, J Am Chem Soc, Angewandte Chemie, Cell Chem Biol等国际顶级期刊发表科研论文30余篇。团队研究方向包括生物技术在生物药物研发以及疾病机理解析中的应用。发展了含有人造氨基酸的蛋白创新药物，应用在肿瘤及基因治疗等多种领域，从而促进了生物药物的升级换代。

（北京大学药学院 天然药物及仿生药物国家重点实验室）