基因编辑作为一种新的基因工程技术，本质上是人为改变自然选择。目前广泛使用& ldquo基因剪刀& rdquo它就是CRISPR-Cas9，在一系列基因治疗应用中显示出巨大的应用前景。然而，过大的蛋白质分子已经成为CRISPR未来应用的最重要瓶颈之一。
最近，加州大学伯克利分校创新基因组研究所的研究人员发现了一种新的基因编辑工具& mdash& mdashCas & Phi，这是功能最少的CRISPR-Cas系统，由1 & # 12316；70kd Cas & Phi；而且这种蛋白质只在巨型噬菌体的基因组中编码，体积是CRISPR-cas9的一半。这项研究结果发表在7月16日的《科学》杂志上。
DOI:10.1126/science . abb 1400
Cas & Phi；(Cas12j)是巨型噬菌体分支中编码的Cas蛋白家族，被巨型噬菌体用来诱导细菌抵抗自身而不是自身的病毒。它使用一个单一的活性位点进行CRISPR RNA(crRNA)加工和crRNA指导的DNA切割来靶向外源核酸。
研究人员应首先确定Cas & Phi是否可以作为真正的CRISPR-Cas系统。他们发现Cas & Phi在其自然环境中，它是一种功能性噬菌体蛋白和真正的CRISPR-Cas效应子，可以切割crRNA的互补DNA。此外，这种单一的核糖核酸系统比其他活跃的CRISPR-Cas系统更紧凑。
接下来，研究团队需要了解Cas & Phi对体外DNA识别和裂解的要求。结果表明，Cas & Phi它的切割活性只有在识别顺式DNA时才能观察到，只需要最低的PAM条件，可能有利于更大范围的核酸检测。
最后，为了研究Cas & Phi是否可以用于人类基因组编辑，研究人员使用了在HEK293细胞中与crRNA共表达的Cas&Phi。确定了基因破坏。他们发现Cas & Phi-2和Cas & Phi-3诱导了EGFP基因的定向破坏。其中，Cas&Phi具有单一的指导RNA-2最多可以编辑33%的细胞，这相当于之前报道的CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12a和CRISPR-CasX的水平。
巨噬细胞编码的Cas & Phi宿主过度感染情况下的功能示意图。
其实这不是Cas & Phi第一次。它最初是由这项研究的另一位主要作者& mdash& mdashIGI大学的博士生巴塞姆·沙伊布发现了这项研究，并于今年2月12日发表在《自然》杂志上。当时，阿尔·沙伊布正在加州大学伯克利分校地球和行星科学教授吉利安·班菲尔德的实验室工作。他们认为这类产品含有Cas & Phi巨型噬菌体是现有巨型噬菌体的成员之一，存在于各种环境中。
这一最新发现揭示了Cas & Phi巨大的基因编辑潜力，从而为细胞传递和扩大& ldquo工具箱& rdquo。更重要的是，Cas & Phi将蛋白质巨大噬菌体推向人类健康发现和生物技术应用的前沿。而是为了优化Cas & Phi研究人员在基因编辑和探索设计靶向特定基因的指导RNA的最佳方法方面还有很长的路要走。
参考文献:
[1]来自巨大噬菌体的CRISPR-CasF是一个超复杂基因组编辑器。