CRISPR/Cas9被誉为“基因魔剪”,是基因编辑的利器,在基础研究、农业育种和基因治疗等领域得到了广泛应用。CRISPR/Cas9工具还存在很多局限。常用的SpCas9编辑范围广,活性高,但是基因大,给病毒载体递送带来困难。常用的SaCas9基因小,但是编辑范围小。其他Cas9活性低,应用较少。为了找到理想的Cas9工具酶,复旦大学王永明课题组建立了大规模筛选Cas9的平台,对自然界中数百种Cas9进行系统性筛查。2020年该课题组筛选到了SauriCas9,具备活性高、编辑范围广、基因小等优点,但是精准性不理想,介于SpCas9和SaCas9之间。
2021年3月12号,现代人类学教育部重点实验室王永明课题组联合王红艳和李继喜课题组在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上发表了题为“Discovery and engineering of small SlugCas9 with broad targeting range and high specificity and activity”的研究论文。论文中,经过研究者鉴定和改造,开发出SlugCas9-HF工具酶,性能突出。它识别简单的NNGG PAM,具备活性高、精准性高、编辑范围广、基因小等优点。研究者同时还开发出ShaCas9、SlutrCas9、Sa-SlugCas9等工具。为了方便研究人员选择合适的工具酶使用,作者对本团队开发的7种工具酶和SaCas9的活性和精准性进行了比较。综合看,SlugCas9-HF在编辑活性、精准性和编辑范围都具有优势(图1-2)。
图1:在12个内源位点对8个工具酶活性进行比较
该研究的第一作者胡子英博士兴奋地说:“我们后继工作对SlugCas9-HF和SpCas9的活性进行了比较,它们活性没有差异。也就是说SlugCas9-HF兼具了SpCas9和SaCas9的优点。这是我们一直寻找的理想工具酶,它在很多场景都可以取代SpCas9和SaCas9。我们还找到很多有优点的工具酶,将陆续与同行分享。”
图2:利用GFP报告基因对8个工具酶在脱靶位点的编辑效率进行比较。在脱靶位点编辑效率越低精准性越高。
胡子英博士和张成东博士是论文的共同第一作者,王永明教授、王红艳教授和李继喜教授是论文的共同通讯作者。
全文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33721016/