近日，一項刊登在國際雜志Nature Chemical Biology上的研究報告中，來自斯克里普斯研究所的研究人員通過研究改善了當前最先進的基因編輯技術(shù)，使其能夠更加精準地靶向切割并且粘貼人類和動物細胞中的基因，同時研究者還擴展了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。

圖片來源：The Scripps Research Institute 

文章中，研究人員通過將導向RNAs和“復用”能力合并，改善了CRISPR-Cpf1基因編輯系統(tǒng)的作用效率；研究者Guocai Zhong說道，這種系統(tǒng)能夠簡單、明顯改善同時對多個基因或單個基因多個位點的編輯能力，這或許對于靶向作用多個疾病相關(guān)的基因或疾病相關(guān)基因的多個位點非常有幫助。

過去5年里，CRISPR基因編輯系統(tǒng)給微生物學研究帶來了巨大變革，同時其也給科學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。但隨著時間延續(xù)，這種技術(shù)也逐漸暴露出了其缺陷，首先，當前基因療法需要利用病毒外殼作為運輸內(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導向RNAs匹配來作為有用的病毒包裝系統(tǒng)。

這項最新研究中，研究人員通過深入研究，讓科學家們對多個導向RNAs進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，那么這項研究進展或許意義重大，當患者感染病毒后，病毒的DNA就會加入到肝臟細胞中，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個細胞，似乎是無意義的，但如果能夠?qū)Ω闻K中一半的細胞進行修飾，那么這或許具有重大意義。當然如果該系統(tǒng)還能夠幫助修復肌肉細胞中基因的話，或許就能夠幫助恢復患者的肌肉功能。目前Cas9和Cpf1是最常用的兩種分子剪刀，研究者Farzan重點對Cpf1進行關(guān)注，因為其能夠更加精確地對哺乳動物細胞進行作用，Cpf1分子來自兩種類型的細菌：拉克諾螺旋菌科細菌和嗜酸菌屬細菌，這些分子的關(guān)鍵特性就是能夠?qū)NAs進行引導，但目前研究人員并不清楚這些分子如何同哺乳動物細胞所產(chǎn)生的RNA發(fā)生作用，文章中，研究者通過將螢火蟲發(fā)光基因編輯到細胞的染色體中進行深入研究，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輸系統(tǒng)來指揮CRISPR效應(yīng)蛋白以及導向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行更為廣泛的研究。

原標題：Nat Chem Biol：突破！科學家成功優(yōu)化CRISPR-Cpf1技術(shù)使其更加高效地編輯人類基因組