CRISPR女王：魔剪CRISPR变完美，对脱靶说不！

7月12日，CRISPR先驱Jennifer A. Doudna教授带领的研究小组在Science Advances杂志上发表了关于脱靶效应的最新成果。研究人员发现了一种由病毒产生的蛋白质，其可以阻断强大的基因编辑工具CRISPR-Cas9切割靶DNA。使用该蛋白质研究人员可以更好地控制CRISPR，大大降低了脱靶效应。未来，基因编辑技术将更加精确安全。

这种称为AcrIIA4的蛋白质通过与Cas9相结合阻断切割：它像一个诱饵，可以调节CRISPR分子剪刀切割DNA。 加利福尼亚大学伯克利分校的CRISPR先驱Jennifer Doudna表示，这些蛋白质可以减少人类血液中的意外基因突变。 

CRISPR-Cas9起源于细菌的防御系统，用于切断病毒DNA。最近科学家发现病毒自身具有CRISPR对抗措施：它们产生的蛋白质可以关闭致命的遗传剪切。而现在，研究人员正试图利用这种蛋白来更好地控制CRISPR系统。

即使CRISPR-Cas9这样的基因编辑工具非常精确，但是它们有时也会剪切未编程的DNA片断。这些错误剪切是很危险的，科学家一直在试图找办法来预防错误剪切。

这项研究显示了病毒抗CRISPR蛋白是如何工作的，以及它是如何影响基因编辑工具。研究人员发现AcrIIA4蛋白可以与Cas9酶结合，阻止其附着于病毒DNA并切割。科学家利用人类血细胞进行了几次实验，以了解如何使用AcrIIA4蛋白来防止意外的非目标切割。他们在使用CRISPR-Cas9之前将抗CRISPR蛋白添加到细胞中，彻底阻断了CRISPR的切割功能，阻止了预期和非预期的切割。然后，他们将抗CRISPR蛋白和Cas9添加在一起，也减少了预期和非预期的切割。最后，研究人员在添加Cas9后几个小时后添加AcrIIA4蛋白，这阻止了CRISPR在错误的位置切割DNA，但不影响CRISPR正确剪切。

Hazelbaker教授指出：Cas9就像有一个外科医生的手术刀。你想让外科医生做他所要做的事情，比如切除阑尾，但是你不想让他切除附近任何器官，比如胆囊。 Hazelbaker强调，抗CRISPR蛋白基本上可以把手术刀从外科医生手中拿出来，在它切除任何东西之前。

该技术对于确保基因编辑的准确性是非常重要的。例如镰状形细胞贫血等疾病，科学家们想从患者体内取出血细胞，使用CRISPR编辑血细胞，然后再将编辑细胞注入到病人体内。如果科学家想确保CRISPR仅切割目标位点，使用抗CRISPR蛋白可以帮助科学家做到这一点。蒙大拿州立大学免疫学和传染病系助理教授Blake Wiedenheft说，“在治疗方面，你对脱靶的容忍度将会接近于零。”他并没有参与研究。

在发现AcrIIA4或其他抗CRISPR蛋白之前，研究人员做了许多工作开发疾病治疗措施。 “这不是你可以去药店买到的，”Corn说。科学家们需要弄清楚这种蛋白是否完全安全，以及它是否适用于其他人类细胞，例如干细胞。科学家们应该谨慎分析这些蛋白，看看能否找到其他方法来更好地控制CRISPR。

参考文献：Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic