日前發(fā)表在最新一期國(guó)際著名期刊《細(xì)胞研究》上。該項(xiàng)成果不僅首次揭示了高保真的Cas9基因編輯系統(tǒng)的分子機(jī)制，而且為改造SpCas9以及其他Cas核酸內(nèi)切酶，使之成為更高效、更特異的基因編輯工具夯實(shí)了基礎(chǔ)，具有指導(dǎo)改造新型基因編輯系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，可望今后有效地治療遺傳性疾病和疑難病。

  CRISPR-Cas9系統(tǒng)是被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的基因編輯工具。目前，科學(xué)家還在Cas9基礎(chǔ)上產(chǎn)生了高保真的SpCas9突變體，這些突變體都能成為更高效、更便捷的基因編輯工具和系統(tǒng)。但脫靶效應(yīng)成了這一高效基因編輯工具的最大風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)帶來(lái)意想不到的突變。其中，由于對(duì)SpCas9突變體的高保真結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一直未知，造成脫靶效應(yīng)的難題長(zhǎng)期不能真正解決，讓人類難以精確調(diào)控基因編輯工具在什么時(shí)間、什么位置進(jìn)行編輯。研究團(tuán)隊(duì)解析了SpCas9突變體（xCas9 3.7）、導(dǎo)向RNA，以及包含兩種不同序列的雙鏈DNA的復(fù)合物結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，xCas9 3.7蛋白中第1219位的谷氨酸殘基與第1335位的精氨酸殘基形成的鹽橋作用，對(duì)SpCas9選擇可編輯的底物DNA序列至關(guān)重要——xCas9 3.7中將1219位的谷氨酸突變?yōu)槔i氨酸，破壞了鹽橋功效，解除了對(duì)1335精氨酸側(cè)鏈的限制，使其產(chǎn)生一定自由度，從而增強(qiáng)了對(duì)底物DNA的識(shí)別能力。