Science | CRISPR超级大牛Doudna首次发现Cas12a的抑制蛋白

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Cas12a（Cpf1）是一种CRISPR相关核酸酶，对合成基因组工程，农业基因组学和生物医学应用具有广泛的应用。 虽然携带CRISPR-Cas9或CRISPR-Cas3适应性免疫系统的细菌有时获得编码抑制Cas9，Cas3或DNA结合级联复合物的抗CRISPR蛋白的移动遗传元件，但是没有发现CRISPR-Cas12a的这种抑制剂。2018年9月7日，加州大学伯克利分校Doudna研究组在Science在线发表题为“Systematic discovery of natural CRISPR-Cas12a inhibitors”的研究论文，该论文采用全面的生物信息学和实验筛选方法来鉴定阻断或减少CRISPR-Cas12a介导的人类细胞基因组编辑的三种不同抑制剂。另外，该研究还发现原核表达基因组中CRISPR自我靶向和抑制剂流行之间存在广泛的联系，这表明了从微生物世界发现更多抗CRISPR的直接途径。

CRISPR-Cas系统是唯一已知的自适应机制，原核生物通过该机制保护自己免受生物攻击者的攻击。 虽然组成不同，但所有CRISPR-Cas途径都使用RNA引导的酶来识别和破坏外来核酸，通常是双链DNA。 改变RNA指导分子的容易性以及因此DNA靶向特异性使得CRISPR-Cas9和Cas12能够在多种细胞和生物中用于可编程基因组编辑。 为了控制Cas9，已经发现称为抗CRISPR （Acrs）的细菌抑制剂限制或阻断Cas9功能。 然而，仅偶尔发现这些抑制物，并且没有报道Cas12a（Cpf1）的这种抑制物。

加州大学伯克利分校Doudna研究组采用全面的生物信息学和实验筛选方法来鉴定阻断或减少CRISPR-Cas12a介导的人类细胞基因组编辑的三种不同抑制剂。Doudna研究组还发现原核表达基因组中CRISPR自我靶向和抑制剂流行之间存在广泛的联系，这表明了从微生物世界发现更多抗CRISPR的直接途径。

总之，这些结果为隐藏在自靶向基因组内的CRISPR-Cas抑制物的系统发现和验证建立了新方法。 重要的是，通过这种方法揭示的Cas12a抑制剂仅在NCBI数据库中的少数基因组中发现，其中AcrVA4和AcrVA5是特别稀有的基因，仅相互共存，因此难以进行基于aca的搜索方法。 虽然研究人员期望大量尚待分析的CRISPR自靶向基因组将导致在所有CRISPR亚型中发现更多的Acrs，但是在此发现和验证的AcrVAs提供了用于选择性Cas12a调节的工具包。 在体外和哺乳动物系统中，都有可能推进合成生物学，CRISPR诊断和治疗性基因组编辑。

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/early/2018/09/05/science.aau5138

（转化医学网360zhyx.com）