2018年10月31日/生物谷BIOON/---基因组编辑技术CRISPR/Cas9被《科学》杂志列为2013年年度十大科技进展之一，受到人们的高度重视。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称，Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的，是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。
即将过去的10月份，有哪些重大的CRISPR/Cas研究或发现呢？小编梳理了一下这个月生物谷报道的CRISPR/Cas研究方面的新闻，供大家阅读。
1.Science子刊：发现一种新的Cas9能够靶向基因组中将近一半的位点
doi:10.1126/sciadv.aau0766
作为一种最广泛使用的Cas9酶，来自酿脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的Cas9（SpCas9）的PAM序列为5′-NGG-3′。在这种PAM序列中，两个连续的碱基G的存在显著地限制了SpCas9能够靶向的位点数量，仅占基因组上的大约9.9%的位点。到目前为止，只有少数CRISPR酶具有最低的PAM要求，这意味着它们能够靶向更广泛的位点。
图片来自Science Advances, doi:10.1126/sciadv.aau0766。
如今，在一项新的研究中，来自美国麻省理工学院的研究人员发现一种Cas9酶能够靶向基因组中几乎一半的位点，从而显著了拓宽它的潜在使用。相关研究结果发表在
2018年10月24日的期刊上，论文标题为“Minimal PAM specificity of a highly similar SpCas9 ortholog”。他们最终发现他们寻找的一种最成功的酶为来自犬链球菌（Streptococcus canis）的Cas9（ScCas9），它与已经广泛使用的SpCas9酶非常相似。ScCas9看起来与SpCas9几乎完全相同，但是它能够靶向SpCas9不能够靶向的靶DNA序列。ScCas9的PAM序列为5′-NNGTT-3′。在这种PAM序列中，仅存在一个碱基G，这就允许ScCas9要比SpCas9靶向基因组中更多的位点：占基因组中将近一半的位点。
2.Science：重磅！发现迄今为止最小的功能性CRISPR系统---CRISPR-Cas14
doi:10.1126/science.aav4294
一群古老的包含地球上一些最小生命形式的微生物也拥有迄今为止发现的最小的CRISPR基因编辑系统。在这种基因编辑系统中，一种称为Cas14的蛋白与Cas9存在着亲缘关系，但在大小上仅为后者的三分之一。Cas9是革命性基因编辑工具CRISPR-Cas9中的一个发挥作用的蛋白组分。
虽然Cas9是从细菌中分离出来的，但是Cas14是在一群古细菌---细菌的原始亲属---的基因组中发现的。Cas9和其他的Cas蛋白是细菌进化出来的保护自己免受病毒入侵的防御系统的一部分。作为靶向酶，它们非常有选择性地寻找和结合细菌中的特定DNA或RNA序列，即那些与CRISPR记忆库中储存的序列相匹配的DNA或RNA序列，随后切割这种DNA或RNA序列，从而阻止新的病毒入侵者。与Cas9一样，Cas14具有作为生物技术工具的潜力。由于具有较小的体积，Cas14可能用于编辑小细胞或某些病毒中的基因。不过鉴于它的单链DNA切割活性，它更有可能改善目前正在开发的用于快速诊断传染病、基因突变和癌症的CRISPR诊断系统。
Cas14与Cas12和Cas13相类似，这是因为在结合到它的靶DNA序列上后，它开始不加选择地切割细胞内的所有单链DNA。相反，Cas9仅结合并切割靶双链DNA。不加选择地切割单链DNA可能是治疗中的一种缺点，但在诊断方面具有很大的优势。Cas14蛋白可与附着在单链DNA片段上的荧光标记物组合使用。当Cas14与它的靶DNA序列（一种癌基因或传染性细菌中的一种基因）结合并开始切割DNA时，它也会切割与这种荧光标记物连接在一起的单链DNA片段，从而产生荧光信号。
作为Harrington的一名同事，Janice Chen补充道，“Cas14以比Cas12更特异性的方式靶向单链DNA。这真地是一个非常意外的发现。这是因为它太小了，我们几乎认为它无法发挥作用，但是实际上，它是超级特异性的，这使得它成为诊断工具箱的一个非常强大的补充。
”
Harrington、Chen及其同事们（包括CRISPR-Cas9发明人、加州大学伯克利分校分子与细胞生物学教授Jennifer Doudna），已对Cas14进行改进，使得它能够用于当前使用Cas12和Cas13快速检测传染性生物和基因突变存在的诊断系统（称为DETECTR）之中（Science, Published Online: 15 Feb 2018, doi:10.1126/science.aar6245）。Harrington、Doudna和Chen是一家名为Mammoth Biosciences的公司的联合创始人，该公司正在将DETECTR商业化。
3.Cell：突破！科学家利用新型基因条形码技术鉴别出关键的癌症免疫基因
doi:10.1016/j.cell.2018.09.022
近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自西奈山医院的科学家们通过研究开发了一种能同时分析成百上千个基因功能的新型技术，该技术的分辨率能达到单细胞水平，其依赖于一种使用新型蛋白质的条形码技术。
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