【資料圖】

圖中是Fanzor蛋白(灰色、黃色、淺藍色和粉色)與ωRNA(紫色)及其目標DNA(紅色)復合的冷凍電鏡圖。非目標DNA鏈呈藍色。圖片來源：麻省理工學院

美國麻省理工學院麥戈文腦研究所、麻省理工學院博德研究所和哈佛大學張鋒團隊在真核生物中發(fā)現(xiàn)了第一個可編程的RNA引導系統(tǒng)。29日發(fā)表于《自然》雜志上的論文稱，這種基于Fanzor蛋白的系統(tǒng)能對人類基因組進行編輯，類似于CRISPR的基因編輯系統(tǒng)。與CRISPR-Cas系統(tǒng)相比，F(xiàn)anzor蛋白系統(tǒng)更精準，有望成為被遞送至人類細胞的新型基因編輯工具。

研究表明，RNA引導的DNA切割機制存在于包括真核生物在內(nèi)的所有生命王國。張鋒表示，這個新系統(tǒng)是對人類細胞進行精確改變的另一種方式，補充了已有的基因組編輯工具。

兩年前，團隊成員在原核生物中發(fā)現(xiàn)了一類名為OMEGA的RNA可編程系統(tǒng)，這種系統(tǒng)通常與細菌基因組中的轉座元件或“跳躍基因”相關聯(lián)，并可能產(chǎn)生CRISPR-Cas系統(tǒng)。這項研究還突顯了原核生物OMEGA系統(tǒng)和真核生物中Fanzor蛋白之間的相似之處，表明Fanzor蛋白可能也使用RNA引導的機制來靶向和切割DNA。

在這項研究中，研究人員從真菌、藻類和變形蟲物種以及北圓蛤中均分離出Fanzor蛋白。Fanzor蛋白的生化特征研究結果表明，它們是切割DNA的核酸內(nèi)切酶，使用附近的非編碼RNA(即ωRNA)來靶向基因組中的特定位置。這是第一次在動物等真核生物中發(fā)現(xiàn)這種機制。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)anzor蛋白可對人類細胞基因組的特定位點進行靶向的插入與缺失編輯，證明了Fanzor蛋白作為基因組編輯工具的潛力。

研究人員通過工程化技術，在蛋白質中引入了一系列突變，使其活性增加了10倍。此外，F(xiàn)anzor蛋白沒有顯示出“附帶活性”，即當RNA引導內(nèi)切酶切割DNA時，會同時降解鄰近的DNA或RNA。這些結果表明，F(xiàn)anzor蛋白有可能被開發(fā)為高效的基因組編輯程序。

關鍵詞：