眾所周知，CRISPR由兩個(gè)基本部分組成。一個(gè)是RNA片段，它定位在研究人員希望改變的DNA序列上；另一個(gè)是蛋白質(zhì)（如Cas9酶），它附著在DNA的目標(biāo)區(qū)域，并對其進(jìn)行切割和拼接。

一直以來，Cas9都是基因編輯中的主力軍，因?yàn)樗軌驇砥秸哪┒恕２贿^近幾年，研究人員也開始尋找Cas9以外的酶，以期釋放CRISPR的新潛能。

基因編輯領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物、Broad研究所的張鋒博士認(rèn)為：“Cas9是一種強(qiáng)大的工具，但其存在限制。每種蛋白質(zhì)都有其長處和短處，將它們放在一起為我們帶來了一套更多功能的工具?！?/span>

CRISPR-Cas12a是繼CRISPR-Cas9后第一個(gè)用于實(shí)驗(yàn)室中基因編輯的系統(tǒng)。最近人們又對Cas12a的堂哥Cas12b進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這種變異體也能夠編輯人類基因組，為研究人員提供了另一種對付遺傳病的工具。

其他CRISPR酶，包括Cas13、Cas14和CasY，也同樣表現(xiàn)出潛力。上周，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員在《Nature》雜志上介紹了另一位新星CasX。基因編輯領(lǐng)域的另一位領(lǐng)軍人物Jennifer Doudna正是這篇論文的通訊作者之一。

據(jù)張鋒介紹，CRISPR系統(tǒng)之間的差異有點(diǎn)像水果。如果Cas9酶是蘋果，那么Cas12酶可以看成李子。兩者都很美味，但完全不同。與水果一樣，這些不同的系統(tǒng)也有變種。Cas12酶就存在不同變異體，像紅李子和青李子一樣。

這些差異在幾個(gè)方面發(fā)揮作用。例如，CRISPR-Cas9在同一個(gè)位置切割DNA的兩條鏈，而CRISPR-Cas12a和CRISPR-CasX則形成所謂的交錯(cuò)切割，因此DNA兩條鏈的不同位置被切斷。

范德堡大學(xué)的遺傳學(xué)家Thomas Clements表示，有證據(jù)表明交錯(cuò)切割使得細(xì)胞更容易接受新的DNA片段。因此，如果目標(biāo)是將DNA添加到細(xì)胞中，那么Cas12a（或許還包括CasX）興許是比Cas9更好的選擇。

此外，不同Cas酶的大小也不同。與Cas9相比，CasX和Cas12a比較小。據(jù)NIH研究人員Eugene Koonin介紹，這是一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檩^小的分子更容易進(jìn)入細(xì)胞。“從某種意義上說，現(xiàn)在有一種競賽是設(shè)計(jì)出最小的基因組編輯器，這樣人們就可以將它與其他東西結(jié)合起來，”他說。

于是，研究人員開始搜索地球上的每一個(gè)角落。CasX和CasY是從棲息在地下水層的細(xì)菌中找到的，而最早的Cas12b是從美國宇航局維京號(hào)航天器的潔凈室中發(fā)現(xiàn)的。

如今，科學(xué)家們還在采集那些棲息在湖泊、河流和海洋環(huán)境中的生物，以及地表之下數(shù)百英尺深的生物，以發(fā)現(xiàn)更多可能含有基因編輯器的細(xì)菌?！拔覀儞碛械倪x擇越多，治療各種疾病的可能性就越大，”張鋒談道。