给脱缰神剪踩死刹车:邦迪-德诺米发现抗 CRISPR 蛋白 Acr 紧急开关
2013 年 1月17日 · 重组抗 CRISPR 蛋白表达质粒(AcrIIA4 / AcrF1)、体外 Cas9 剪切反应管与蓝白斑筛选平板
你知道吗?
最顶级的造车大师,在狂踩油门突破物理极速的同时,手里早已握紧了捏死飞轮的碳陶刹车片。
CRISPR-Cas9虽然赋予了人类重写生命代码的魔力,但在实际体内治疗中却潜藏着巨大的安全隐患:Cas9核酸酶一旦在活体细胞内长期过表达,随着时间推移,它在微弱错配位点上的非特异性低频剪切会持续累积,导致难以预料的脱靶突变甚至染色体大片段缺失。
科学家急需一把能够随时“召回”或“掐灭”Cas9活性的分子急刹车。2013年多伦多大学的约瑟夫·邦迪-德诺米与艾伦·戴维森在研究假单胞菌与噬菌体的万年军备竞赛时,发现了大自然预留的终极解药——抗CRISPR蛋白(Anti-CRISPR, Acr)。
为了反制细菌的CRISPR免疫防御,噬菌体在漫长演化中武装了一类体积极小但亲和力惊人的特异性抑制蛋白。例如AcrIIA4蛋白,其三维立体空间构象巧妙地模拟了双链DNA的电荷分布与空间形状,能够以亚纳摩尔级亲和力直接楔入Cas9蛋白的PAM识别口袋与催化凹槽,死死剥夺其结合靶标DNA的能力!
在基因编辑递送后,只需按时释放微量Acr蛋白,即可在毫秒级内彻底冻结全部残留Cas9的切割活性,大幅压制脱靶率,为临床基因治疗装上了至关重要的安全气囊。