Science:巨大噬菌体中发现的CRISPR酶扩充了基因组编辑工具箱
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。