讓CRISPR系統(tǒng)更安全研究人員為Cas9蛋白裝上開關

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來源：藥明康德

2019-01-14

日前，包括CRISPR基因編輯系統(tǒng)的先驅(qū)之一Jennifer Dounda教授在內(nèi)的加州大學伯克利分校的研究團隊，在《細胞》雜志上發(fā)表了一篇科學論文，在這項研究中，研究人員在CRISPR基因編輯系統(tǒng)使用的“剪刀”Cas9蛋白上裝上了一個安全開關，讓它只能在特定組織中才能產(chǎn)生活性。

CRISPR基因編輯系統(tǒng)自問世以來，在科學研究和醫(yī)療研發(fā)方面已經(jīng)得到了廣泛的應用。基于CRISPR的基因編輯療法也已經(jīng)開始開展臨床試驗，用于治療不同類型的遺傳病。然而，人們對CRISPR技術的疑慮之一是它的脫靶效應，因為Cas9有可能在除了指定位點之外的基因組其它區(qū)域產(chǎn)生基因編輯，這將帶來不可預估的副作用。因此，增強CRISPR基因編輯系統(tǒng)的特異性是臨床研究的一個重要方向。

加州大學伯克利分校的研究團隊采用的方法是使用一種稱為循環(huán)排列（circular permutation）的方法對Cas9的蛋白結(jié)構(gòu)進行改造。改造過的Cas9蛋白只有在特定蛋白酶存在的情況下才會被激活，它被命名為蛋白酶感知Cas9（ProCas9）。ProCas9中被植入了一個特定的多肽鏈，這種多肽鏈只能被存在于癌癥細胞或者感染性病毒和細菌中的蛋白酶切割。只有接受切割過的ProCas9才具有活性，從而在特定細胞中完成基因編輯。

“這為Cas9提供了一層安全保障，讓它們能夠完成精準切割，”加州大學伯克利分校的分子細胞生物學教授David Savage博士說。

在這項研究中，研究團隊讓ProCas9能夠感知到病毒蛋白酶的存在，從而在受到黃病毒（包括寨卡病毒和西尼羅河病毒）感染的細胞中產(chǎn)生大量DNA損傷，從而殺死受到感染的宿主細胞。

“ProCas9可以在多種生物醫(yī)療領域得到應用，不但讓我們更好地理解疾病過程，而且讓基于CRISPR-Cas9的基因組編輯系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化應用更為安全。”這一研究的共同第一作者，格萊斯頓研究所（Gladstone Institute）的Christof Fellmann博士說。

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