在一些科幻電影中，基因技術(shù)出現(xiàn)“失控”的橋段屢見不鮮，而這種風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)實(shí)中也存在——在利用“CRISPR-Cas 系統(tǒng)”進(jìn)行基因編輯中，如何減少 SpyCas9 過度激活或長時(shí)間活性帶來的基因編輯脫靶效應(yīng)、如何對 SpyCas9 的活性予以精確控制是亟須破解的難題。哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命學(xué)院黃志偉教授課題組的一篇學(xué)術(shù)論文日前在國際著名的《自然》雜志上在線發(fā)表。此項(xiàng)成果揭示了 Anti-CRISPR 蛋白抑制 SpyCas9 活性的分子機(jī)制。在該項(xiàng)機(jī)制原理的基礎(chǔ)上，人類有望在基因治療領(lǐng)域開發(fā)各種各樣調(diào)控基因的產(chǎn)品，而不會(huì)讓基因在沒有“制動(dòng)裝置”下失控。
SpyCas9 系統(tǒng)是當(dāng)下最重要、也是最廣泛使用的基因編輯工具，廣為應(yīng)用于細(xì)胞、組織或個(gè)體內(nèi) DNA 的敲除、激活、修飾等領(lǐng)域。但 SpyCas9 在細(xì)胞里的活性不受“制約”，反而可能產(chǎn)生破壞性。換言之，如何讓 SpyCas9 在剔除指定的“壞基因”而不殃及其他基因，怎樣能在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上敲除 DNA，而在其他時(shí)間段不發(fā)生作用，這些都是當(dāng)下基因編輯、基因治療等領(lǐng)域亟待解決的問題。
此前，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了可以減少其負(fù)面效應(yīng)的基因 Anti-CRISPR，其中的“抑制機(jī)理”卻一直未被揭開。黃志偉課題組在國家自然科學(xué)基金委、哈工大青年科學(xué)家工作室等的資助下，通過深入揭示 Anti-CRISPR 蛋白抑制 SpyCas9 基因編輯活性的靶向控制機(jī)制，撩開了細(xì)菌免疫系統(tǒng)與噬菌體防御系統(tǒng)“軍備競賽”共進(jìn)化的神秘“面紗”，同時(shí)為設(shè)計(jì)時(shí)間、空間特異性和條件性地精確控制 SpyCas9 基因編輯系統(tǒng)活性的工具提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
