我国科学家在CRISPR研究中取得突破性进展 有助于DNA临床诊断

图说：CRIPSR/Cas12a切割单链DNA的示意图（A）和三元复合物的结构模拟图（B）　

来源/中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所

　　新民晚报讯（记者 董纯蕾 见习记者 郜阳）近年来，随着CRISPR/Cas9系统的发现和开发，人们对基因治疗重新燃起了新希望。日前，中国科学家研究出Cas12a对于靶标单链DNA和非靶标单链DNA的切割特性，或为DNA临床诊断提供新的研究思路。

　　作为生命的基本遗传物质，DNA的精准编辑和快速检测一直以来都受到高度的重视。尽管存在一些潜在的安全风险和一定的伦理之争，CRISPR/Cas9系统由于其相对精准和高效，已开始被应用于临床的研究。同时，科学家开始将CRISPR系统引入核酸快速检测领域，期望为现有的临床诊断技术带来突破。CRISPR是一种来自细菌降解入侵的病毒DNA或其他外源DNA的免疫机制。Cas9蛋白则含有两个核酸酶结构域，可以分别切割DNA两条单链。CRISPR/Cas9 系统通过将入侵噬菌体和质粒DNA的片段整合到CRISPR中，并利用相应的核糖核酸来指导同源序列的降解，从而提供免疫性。

　　3月12日，《Cell Research》杂志于在线刊发了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所赵国屏研究组题为“Cas12a兼具顺式和反式单链DNA切割活性”的最新研究论文。研究发现Cas12a在靶标ssDNA的第22位附近特异切割DNA，并且该切割行为不需要PAM序列的辅助。此外，作者系统地研究了Cas12a对于靶标单链DNA和非靶标单链DNA的切割特性，并提出了Cas12a切割单链DNA的分子模型。研究发现，一旦Cas12a与crRNA以及靶标DNA形成三元复合体后，该复合物就会显示出很强的“乱切”活性，即Cas12a并不仅仅切割它结合的DNA链，也剪切其他的DNA。基于该发现，研究人员可以很容易地开发出相关检测试剂盒来检测各种靶标DNA，从而能够实现快速、灵敏、低价、简便的临床诊断目的。

　　赵国屏研究组近年来聚焦于合成生物学使能技术的开发和应用，开发了多项DNA编辑和检测的方法，并积极推动这些方法用于临床研究。该研究得到了中国科学院先导专项（“人工染色体构建与稳定遗传的技术方法”）、中国科学院青年创新促进会和国家自然科学基金委的经费资助。