中科院团队解析新一代CRISPR系统

　　世界医疗网讯   CRISPR是规律成簇的间隔短回文重复(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的缩写。CRISPR与内切酶Cas9是一对好基友，细菌依靠它们组成的防御系统对抗外来侵略者。CRISPR-Cas9能够在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强，很快便成为了生物学领域最耀眼的明星。

　　2015年人们发现，CRISPR还有一个好朋友——Cpf1。CRISPR-Cpf1也能在crRNA的引导下在人类细胞中剪切目标DNA，被称为是新一代的CRISPR基因组编辑系统。不过人们对这个系统的作用机制还知之甚少。

　　中科院生物物理所和纪念斯隆-凯特琳癌症中心的研究人员对此进行了深入研究。他们在七月二十二日的Cell Research杂志上发表文章，揭示了CRISPR-Cpf1识别目标DNA的独特机制。文章的通讯作者是中科院生物物理所的高璞(Pu Gao)研究员和纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Dinshaw J Patel。

　　在CRISPR-Cas9系统中，预先形成的A型RNA种子序列和蛋白质PAM互作裂口(cleft)是Cas9形成DNA识别结构所必需的。那么，CRISPR-Cpf1系统是否采用类似的机制识别目标DNA呢?为此，研究人员解析了氨基酸球菌属Cpf1(AsCpf1)与crRNA和目标DNA形成复合体时的晶体结构。

　　今年四月，哈尔滨工业大学黄志伟教授的课题组发布了毛螺旋菌Cpf1(LbCpf1)与crRNA形成复合物时的晶体结构。现在，高璞研究员及其同事仔细比较了AsCpf1-crRNA-DNA复合物与LbCpf1-crRNA复合物的结构，鉴定了Cpf1识别目标的一个独特机制。

　　研究人员发现，Cpf1-cRNA二元复合体中的种子序列是无序的，但三元复合体中的种子序列是有序的。此外，在Cpf1结合目标DNA的时候，PAM互作裂口(cleft)会经历一个“从开到关”的构象改变。这种构象变化诱导Cpf1发生内部结构改变，以容纳有序的A型种子RNA。研究指出，Cpf1具有不同于Cas9的独特目标识别机制。