小型CRISPR/Cas9是指蛋白序列少于1100個氨基酸的Cas9系統(tǒng)，可以用腺相關(guān)病毒（AAV）包裝遞送，實現(xiàn)體內(nèi)基因編輯，在基因治療領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景，目前已開發(fā)出多個小型CRISPR工具。CRISPR/Cas9編輯的位點處需要有一個叫做PAM的序列，限制了它們在基因組中的編輯范圍。不同的Cas9識別的PAM序列不一樣，從自然界中尋找新的Cas9核酸酶可以擴(kuò)大編輯范圍。

2021年12月7日，東南大學(xué)柴人杰課題組聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)王永明課題組在Advanced Science上發(fā)表了題為Compact SchCas9 Recognizes the Simple NNGR PAM的研究論文，該研究從16個SaCas9的直系同源物中篩選到了多個有編輯活性的Cas9。其中SchCas9含有1054個氨基酸，識別NNGR PAM（圖1），是目前編輯范圍最大的小型CRISPR工具，平均每4個堿基就有一個編輯位點。與之前的小型Cas9相比，編輯范圍擴(kuò)大了一倍。研究者在人類基因組上隨機(jī)選取了十幾個位點，進(jìn)行編輯效率測試，發(fā)現(xiàn)SchCas9有著較高的編輯活性。研究者還還構(gòu)建了Sa-SchCas9嵌合體，該嵌合體同樣識別NNGR PAM，且具有更高的編輯效率，并且可以在多種細(xì)胞系中進(jìn)行編輯。最后，研究者將SchCas9、Sa-SchCas9和SaCas9的特異性進(jìn)行比較，結(jié)果證明，本研究開發(fā)出的SchCas9和Sa-SchCas9特異性明顯高于SaCas9。全基因組脫靶實驗發(fā)現(xiàn)只有少量脫靶事件發(fā)生。

圖1 SchCas9的PAM分析

總而言之，本研究證明SchCas9能在包括內(nèi)耳細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞中實現(xiàn)基因編輯，并且它也可以通過AAV遞送實現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)基因編輯。該研究開發(fā)出的新的小型CRISPR/Cas9系統(tǒng)，擴(kuò)大了編輯范圍，為基因治療及基礎(chǔ)研究提供了新的基因編輯工具。

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https://doi.org/10.1002/advs.202104789