新華社天津8月15日電（記者張建新、白佳麗）天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生化系、天津市免疫學(xué)研究所張恒團隊日前聯(lián)合中國科學(xué)院武漢病毒研究所鄧增欽團隊，研究揭示了Ⅶ型CRISPR-Cas系統(tǒng)的生物學(xué)功能和分子機理，闡明這一有潛力的新型RNA編輯工具。這一研究將為更安全、更精準(zhǔn)地治療人類相關(guān)疾病提供可能，對藥物開發(fā)及臨床治療具有巨大的潛在價值。相關(guān)論文14日在英國《自然》雜志上發(fā)表。
張恒介紹，細(xì)菌、古菌等微生物，是地球上歷史最悠久的生物形式之一。在地球數(shù)十億年的變遷中，憑借各自的免疫系統(tǒng)，細(xì)菌等微生物與病毒互相廝殺、制衡、生存。其中，CRISPR-Cas系統(tǒng)是細(xì)菌和古菌抵抗病毒入侵的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，研究并利用好這一免疫系統(tǒng)，可將其應(yīng)用到人體細(xì)胞中，像電腦中的殺毒軟件一樣，清理人體中的病毒或?qū)z傳病中的致病基因進行精準(zhǔn)“敲除”。
根據(jù)Cas效應(yīng)蛋白的不同，可將其分為兩大類共七型。其中，Cas9、Cas12和Cas13，是廣泛應(yīng)用的DNA和RNA編輯工具。而Ⅶ型作為一種候選CRISPR-Cas系統(tǒng)，其生物學(xué)功能和分子機理此前尚不清楚。
團隊通過研究，較為深入地闡明了Ⅶ型系統(tǒng)的工作機理和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。Ⅶ型系統(tǒng)的三個獨特之處，使其有可能成為非常有潛力的新型RNA編輯工具。
張恒解釋，靶向RNA的CRISPR工具的一個主要特點是可編程性，它可以直接編輯或降解突變的mRNA，精準(zhǔn)地糾正基因表達(dá)異常。與DNA編輯不同，RNA編輯不產(chǎn)生永久性基因改變，這減少了脫靶效應(yīng)和潛在的副作用，使其更具安全性，為開發(fā)精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新方法。
“此項研究對Ⅶ型CRISPR-Cas系統(tǒng)的功能進行了表征，深入闡明了這一系統(tǒng)獨特的組裝機制、底物RNA識別和切割模式，為基于Ⅶ型CRISPR系統(tǒng)的RNA操控工具在生物技術(shù)應(yīng)用中的設(shè)計與開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。”張恒說。