當沉浸在被稱(chēng)作CRISPR的革命性基因組編輯方法所產(chǎn)生的興奮中時(shí)，你應不會(huì )了解到以下一點(diǎn)：正如如今實(shí)踐中表現的那樣，它遠非完美。它的標準組分僅在基因組的有限區域中尋找并切割DNA，而且它的分子剪刀會(huì )發(fā)生搖擺，從而導致“脫靶”突變。許多研究團隊正在努力做得更好。如今，在一項新的研究中，由美國哈佛大學(xué)化學(xué)家David Liu領(lǐng)導的一個(gè)團隊設計出一種新的CRISPR版本，該版本有潛力變得更加靈巧和更加精確。相關(guān)研究結果于2018年2月28日在線(xiàn)發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Evolved Cas9 variants with broad PAM compatibility and high DNA specificity”。

    美國馬薩諸塞大學(xué)醫學(xué)院的CRISPR先驅Erik Sontheimer說(shuō)，“這是一項非常令人印象深刻的重要研究?！?/span>

    CRISPR有多種形式，但它們都依賴(lài)于由RNA組成的向導分子來(lái)攜帶一種DNA切割酶---最為常用的一種是Cas9 ---到基因組的特定區域上。然而，這種復合物在DNA上的著(zhù)陸位點(diǎn)具有特定的分子特征。標準CRISPR工具包中的酶Cas9因它天然地來(lái)源于釀膿鏈球菌（Streptococcus pyogenes）而被稱(chēng)作spCas9，它僅能夠著(zhù)陸在一端具有特定的三堿基NGG（N代表四種堿基中的任意一種，G代表鳥(niǎo)嘌呤）的基因組片段上。在長(cháng)32億個(gè)堿基對的人基因組中，大約僅其中的1/16具有正確的序列。Liu說(shuō)，“這一個(gè)真正的限制?！?/span>

    這項新的研究對spCas9酶進(jìn)行修飾，從而使得潛在的著(zhù)陸位點(diǎn)增加了至少4倍。從理論上講，這可能允許人們破壞或取代CRISPR當前無(wú)法觸及的與人類(lèi)疾病相關(guān)的基因的許多部分。

Liu實(shí)驗室先是設計大量稍加改動(dòng)的spCas9。隨后，在64種可能的三堿基著(zhù)陸位點(diǎn)---在技術(shù)上被稱(chēng)為前間隔序列鄰近基序（protospacer adjacent motif, PAM）中，Liu團隊選擇出能夠使用更多三堿基著(zhù)陸位點(diǎn)的spCas9稍加改進(jìn)版。他們將他們的新酶稱(chēng)為xCas9，最好的xCas9選擇著(zhù)陸位點(diǎn)NGN，這種三堿基存在于四分之一的人基因組中。

    Liu預計xCas9為獲得更多的著(zhù)陸位點(diǎn)所付出的代價(jià)是更多的潛在危險的脫靶切割，這讓希望在醫學(xué)領(lǐng)域使用CRISPR的科學(xué)家們感到擔憂(yōu)。畢竟，傳統觀(guān)點(diǎn)認為作為細菌免疫策略的一個(gè)天然部分，Cas9在它的DNA結合方面已變得雜亂章，這是因為這不會(huì )破壞特異性。Liu解釋道，“PAM結合就好比是看門(mén)人，如果你的看門(mén)人喝醉了，并且讓很多Cas9跳舞，這應當會(huì )破壞靶向性?！钡窍喾吹那樾伟l(fā)生了。他說(shuō)，“如果你要我對為何會(huì )如此進(jìn)行機制上的詳細解釋?zhuān)敲次业拇鸢甘?我不知道'?！?/span>

    美國斯坦福大學(xué)CRISPR研究員Stanley Qi說(shuō)，這種雙贏(yíng)局面是“非常令人吃驚的”，并且應當會(huì )激起許多實(shí)驗室的興趣?！霸谶@項研究中，真正的考驗是如果人們急于使用xCas9（在忘記它的初始版本的情形下）。至少在我的實(shí)驗室里，我們非?？释谖覀兊膽弥袊L試使用它?！?/span>

    Liu提醒道，這種標準的Cas9多年來(lái)已證實(shí)了自己；迄今為止，相比于初始的Cas9（即spCas9）已在上千個(gè)基因組位點(diǎn)上進(jìn)行過(guò)測試，他的實(shí)驗室僅在基因組的幾十個(gè)位點(diǎn)上測試了這種新的xCas9?！拔也⒉?00％確定xCas9將比spCas9更好。我想要每個(gè)人都來(lái)測試它，這是因為我想知道是否確實(shí)如此?！?/span>

    (本文轉載自生物谷)