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基因編輯作為一種新的基因工程技術，本質上是人為改變自然選擇。目前廣泛使用& ldquo基因剪刀& rdquo它就是CRISPR-Cas9，在一系列基因治療應用中顯示出巨大的應用前景。然而，過大的蛋白質分子已經成為CRISPR未來應用的最重要瓶頸之一。

最近，加州大學伯克利分校創新基因組研究所的研究人員發現了一種新的基因編輯工具& mdash& mdashCas & Phi，這是功能最少的CRISPR-Cas系統，由1 & # 12316；70kd Cas & Phi；而且這種蛋白質只在巨型噬菌體的基因組中編碼，體積是CRISPR-cas9的一半。這項研究結果發表在7月16日的《科學》雜志上。

DOI:10.1126/science . abb 1400

Cas & Phi；(Cas12j)是巨型噬菌體分支中編碼的Cas蛋白家族，被巨型噬菌體用來誘導細菌抵抗自身而不是自身的病毒。它使用一個單一的活性位點進行CRISPR RNA(crRNA)加工和crRNA指導的DNA切割來靶向外源核酸。

研究人員應首先確定Cas & Phi是否可以作為真正的CRISPR-Cas系統。他們發現Cas & Phi在其自然環境中，它是一種功能性噬菌體蛋白和真正的CRISPR-Cas效應子，可以切割crRNA的互補DNA。此外，這種單一的核糖核酸系統比其他活躍的CRISPR-Cas系統更緊湊。

接下來，研究團隊需要了解Cas & Phi對體外DNA識別和裂解的要求。結果表明，Cas & Phi它的切割活性只有在識別順式DNA時才能觀察到，只需要最低的PAM條件，可能有利于更大范圍的核酸檢測。

最后，為了研究Cas & Phi是否可以用于人類基因組編輯，研究人員使用了在HEK293細胞中與crRNA共表達的Cas&Phi。確定了基因破壞。他們發現Cas & Phi-2和Cas & Phi-3誘導了EGFP基因的定向破壞。其中，Cas&Phi具有單一的指導RNA-2最多可以編輯33%的細胞，這相當于之前報道的CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12a和CRISPR-CasX的水平。

巨噬細胞編碼的Cas & Phi宿主過度感染情況下的功能示意圖。

其實這不是Cas & Phi第一次。它最初是由這項研究的另一位主要作者& mdash& mdashIGI大學的博士生巴塞姆·沙伊布發現了這項研究，并于今年2月12日發表在《自然》雜志上。當時，阿爾·沙伊布正在加州大學伯克利分校地球和行星科學教授吉利安·班菲爾德的實驗室工作。他們認為這類產品含有Cas & Phi巨型噬菌體是現有巨型噬菌體的成員之一，存在于各種環境中。

這一最新發現揭示了Cas & Phi巨大的基因編輯潛力，從而為細胞傳遞和擴大& ldquo工具箱& rdquo。更重要的是，Cas & Phi將蛋白質巨大噬菌體推向人類健康發現和生物技術應用的前沿。而是為了優化Cas & Phi研究人員在基因編輯和探索設計靶向特定基因的指導RNA的最佳方法方面還有很長的路要走。

參考文獻:

[1]來自巨大噬菌體的CRISPR-CasF是一個超復雜基因組編輯器。