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富 T 荒原上的错位五连击:张锋团队发现 Cas12a 与交错黏性末端

2015 年 10月22日 · 重组 AsCas12a (Cpf1) 核酸内切酶、42 nt 单链 crRNA、含 5'-TTTV-3' PAM 的靶标质粒与电泳槽

摘要

经典Cas9受制于富G的PAM且只切出钝端;Cas12a识别富T区并切出5碱基交错黏性突出端,显著提升同源定向修复敲入效率。

你知道吗?

在别人寸步难行的荒芜沙漠里,换一把自带榫卯结构的巧斧,处处皆是鬼斧神工的工场。

在以SpCas9为主流的早期基因编辑潮中,研究人员很快遇到了两大物理局限:第一,SpCas9严重依赖5'-NGG-3'前间隔邻近模体(PAM),面对人类基因组中广袤的富AT非编码区或疟原虫等高AT生物,经常面临无处下嘴的尴尬;第二,Cas9剪切产生平末端,细胞主要以NHEJ通路接合,而同源定向修复(HDR)敲入效率极低。

2015年张锋团队挖掘出了全新的二类V型CRISPR效应酶——Cas12a(Cpf1)。Cas12a颠覆了Cas9的诸多既定规则:它不再需要tracrRNA,仅需一条42 nt短crRNA即可指挥;其PAM识别位点颠倒为5'-TTTV-3',点亮了全基因组的富T荒原!

更具革命性的是其剪切模式:Cas12a在远离PAM的靶标深处下刀,两条链发生不对称切割,产生长达5个核苷酸的5'交错黏性突出末端。这种预制黏性末端宛如自带榫卯结构,极大促进了外源供体DNA的精准缝合敲入。

来源

paper · Zetsche, B., Heidenreich, M., Mohanraju, P., Fedorova, I., Kneppers, J., DeGennaro, E. M., ... & Zhang, F. (2015). Cpf1 is a single RNA-guided endonuclease of a class 2 CRISPR-Cas system. Cell, 163(3), 759–771.

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2015 年 10月22日
PAPER
BIO-C2-40