近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志NatureChemicalBiology上的研究報(bào)告中，來自斯克里普斯研究所的研究人員通過研究改善了當(dāng)前最先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，使其能夠更加精準(zhǔn)地靶向切割并且粘貼人類和動物細(xì)胞中的基因，同時(shí)研究者還擴(kuò)展了CRISPR-Cpf1基因編輯系統(tǒng)使其能夠用來研究以及幫助抵御人類疾病。
文章中，研究人員通過將導(dǎo)向RNAs和“復(fù)用”能力合并，改善了CRISPR-Cpf1基因編輯系統(tǒng)的作用效率；研究者GuocaiZhong說道，這種系統(tǒng)能夠簡單、明顯改善同時(shí)對多個(gè)基因或單個(gè)基因多個(gè)位點(diǎn)的編輯能力，這或許對于靶向作用多個(gè)疾病相關(guān)的基因或疾病相關(guān)基因的多個(gè)位點(diǎn)非常有幫助。
過去5年里，CRISPR基因編輯系統(tǒng)給微生物學(xué)研究帶來了巨大變革，同時(shí)其也給科學(xué)家們帶來了很大的希望，即利用這種基因魔剪來幫助治療多種人類疾病。但隨著時(shí)間延續(xù)，這種技術(shù)也逐漸暴露出了其缺陷，首先，當(dāng)前基因療法需要利用病毒外殼作為運(yùn)輸內(nèi)容來作為治療性的遺傳物質(zhì)，CRISPR分子太大而無法同多個(gè)導(dǎo)向RNAs匹配來作為有用的病毒包裝系統(tǒng)。
這項(xiàng)最新研究中，研究人員通過深入研究，讓科學(xué)家們對多個(gè)導(dǎo)向RNAs進(jìn)行包裝從而解決了上述問題；如果基因療法能夠用來治療諸如乙肝等多種疾病的話，那么這項(xiàng)研究進(jìn)展或許意義重大，當(dāng)患者感染病毒后，病毒的DNA就會加入到肝臟細(xì)胞中，并且還會緩慢地產(chǎn)生新的乙肝病毒，最終引發(fā)肝臟損傷、肝纖維化，甚至肝癌；這種改進(jìn)型的CRISPR-Cpf1系統(tǒng)具有“多路”作用，在肝臟出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的損傷之前就能夠高效地消化病毒的DNA。
研究者Farzan指出，效率是非常重要的，如果你能夠修飾肝臟中的25個(gè)細(xì)胞，似乎是無意義的，但如果能夠?qū)Ω闻K中一半的細(xì)胞進(jìn)行修飾，那么這或許具有重大意義。當(dāng)然如果該系統(tǒng)還能夠幫助修復(fù)肌肉細(xì)胞中基因的話，或許就能夠幫助恢復(fù)患者的肌肉功能。目前Cas9和Cpf1是最常用的兩種分子剪刀，研究者Farzan重點(diǎn)對Cpf1進(jìn)行關(guān)注，因?yàn)槠淠軌蚋泳_地對哺乳動物細(xì)胞進(jìn)行作用，Cpf1分子來自兩種類型的細(xì)菌：拉克諾螺旋菌科細(xì)菌和嗜酸菌屬細(xì)菌，這些分子的關(guān)鍵特性就是能夠?qū)NAs進(jìn)行引導(dǎo)，但目前研究人員并不清楚這些分子如何同哺乳動物細(xì)胞所產(chǎn)生的RNA發(fā)生作用，文章中，研究者通過將螢火蟲發(fā)光基因編輯到細(xì)胞的染色體中進(jìn)行深入研究，隨后他們發(fā)現(xiàn)，這種修飾后的CRISPR-Cpf1系統(tǒng)能夠像預(yù)期一樣發(fā)揮作用。
研究者說道，這就意味著，我們能夠利用簡單的運(yùn)輸系統(tǒng)來指揮CRISPR效應(yīng)蛋白以及導(dǎo)向RNAs，未來我們或許能夠使得CRISPR系統(tǒng)更加有效地用于多種疾病的研究中。最后研究者Farzan說道，Cpf1蛋白后期還需要被深入研究理解，以便能夠使其作為基因療法載體來進(jìn)行更為廣泛的研究。
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