【中國化工儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】在發(fā)表于8月27日《細胞》（cell）雜志上的一篇新研究論文中，來自Broad研究所和東京大學(xué)的研究人員揭示出了金黃色葡萄球菌Cas9復(fù)合物（SaCas9）的晶體結(jié)構(gòu)——這種高效的酶克服了在哺乳動物體內(nèi)進行基因組編輯一個主要的挑戰(zhàn)。

      今年4月，Broad研究所核心成員、麻省理工學(xué)院McGovern腦研究所研究員張鋒（Feng Zhang）博士和同事們率先確定了SaCas9是一種有潛力的基因組編輯工具，其有望提高科學(xué)家們在體內(nèi)編輯基因組的能力。

      SaCas9比當前廣泛使用的化膿鏈球菌的Cas9酶（SpCas9）小25%，從而解決了腺相關(guān)病毒（AAV）等載體負載能力有限，難以同時包裝SpCas9酶和其他基因編輯必需的元件進入到單個病毒顆粒中這一問題。此外，他們還證實了SaCas9不僅與SpCas9 DNA切割效率相當，且具有相當?shù)腄NA靶向精確度。

      這項新結(jié)構(gòu)研究將幫助研究人員改進及進一步操控這一有前景的工具加速基因組研究，使得運用這一技術(shù)來治療人類遺傳疾病離現(xiàn)實更近了一步。

      共同資深作者張鋒說：“SaCas9是我們的Cas9工具箱中最新添加的工具，這一晶體向我們顯示了它的藍圖。這項研究為優(yōu)化這一技術(shù)實現(xiàn)全球健康利益指出了前進的道路。”


      工程CRISPR-Cas9系統(tǒng)利用了作為細菌的一種防御機制、對抗病毒感染的天然系統(tǒng)。張鋒實驗室首次在哺乳動物中采用這一系統(tǒng)作為一種有效的基因組編輯工具，借助了來自嗜熱鏈球菌和釀膿鏈球菌的Cas9酶——StCas9和SpCas9。張鋒和他的研究小組之后繼續(xù)分析了來自不同類型細菌的數(shù)百種Cas9s，來尋找具有某些特性，可以優(yōu)化應(yīng)用于人類細胞中的蛋白質(zhì)，由此發(fā)現(xiàn)了SaCas9。

      現(xiàn)在，張鋒和同事們詳細描述了SaCas9的分子結(jié)構(gòu)，為科學(xué)家們提供了該酶的高分辨率圖像。通過比較SaCas9與更常用的SpCas9的晶體結(jié)構(gòu)，研究小組重點探討了對Cas9功能極為重要的一些方面——其有可能為開發(fā)出更小的基因組編輯工具鋪平道路。有了這一晶體結(jié)構(gòu)在手，張鋒和他的研究小組可以應(yīng)用這一新知識進一步開發(fā)CRISPR-Cas9系統(tǒng)的實驗和治療潛力。

      論文的合著作者、張鋒實驗室前成員Le Cong說：“我們最終的目標是要將這一核酸酶應(yīng)用于基因治療。獲得這一結(jié)構(gòu)使我們能夠構(gòu)建出更小、更精確、更完全的工程Cas9s來實現(xiàn)這一目標。”

      

(來源：生物通)