這3年生物學領域裡,最熱門的主題之一CRISPR,本來是原核生物的後天免疫系統,不過當有人發現CRISPR系統中,有種叫做「Cas9」的蛋白質,可以輕易地用來做基因改造後,CRISPR的身價就不一樣惹。

Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System

cpf1  

 

CRISPR本來是原核生物的後天免疫系統:

CRISPR:原核生物的後天免疫系統與其他

 

Cas9本來是一種細菌的蛋白質,天然狀況下,它需要2段RNA才能作用,一段是與目標DNA在序列上互補的RNA,叫作crRNA,另一段是在旁邊助拳的tracrRNA,兩者合作,才能導引Cas9來到目標DNA,接著Cas9會把目標DNA序列切斷。

 

人為改造後,把tracrRNA與crRNA合成一條,叫作gRNA,如此一來,只需要一個蛋白質Cas9以及一段gRNA,就可以方便地改造DNA,基因改造這件事,從來沒有像現在這麼輕而易舉過!

短篇 基因改造卻不留痕跡,還算基改嗎?

 

這麼神奇的Cas9,一開始是來自Streptococcus pyogenes這種細菌。由於Cas9實在是太厲害惹,至今仍不斷有人測試別種細菌的Cas9,希望能找到更厲害的版本。

 

不過這個2015年的論文,在CRISPR系統中,又發現一種跟Cas9在序列上不太像,作用卻十分類似的蛋白質,叫作「Cpf1」。Cpf1跟Cas9一樣,都可以靠著RNA引導,非常專一地辨認,並切斷目標DNA,但Cpf1也許會比Cas9更好用。

 

理論上,送進細胞作用的分子愈小愈好,而Cpf1不用tracrRNA,也就是說,能夠縮短gRNA的長度;另外DNA有雙股,Cpf1會切在兩股附近的不同位置,產生黏端(sticky end),這個特質,與切在雙股同一個位置,形成平端(blunt end)的Cas9不同,在分子生物的操作上,黏端比平端有利不少。

 

這個論文測試了好幾種細菌,發現至少有2種細菌,AcidominococcusLachnospiraceae,它們的Cpf1都可以在人類細胞中運作,有潛力值得進一步開發。

 

《Nature》新聞:

Alternative CRISPR system could improve genome editing

 

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