在生物技術(shù)領(lǐng)域，CRISPR-Cas9已經(jīng)成為了一個熱門話題，因為它可以作為一種精確的基因編輯工具，幫助科學(xué)家們了解和改變基因。但在人類利用它之前，CRISPR-Cas9其實就是一種細(xì)菌內(nèi)部免疫系統(tǒng)，用于切割噬菌體的DNA，抵御噬菌體或感染細(xì)菌的病毒。

近期，來自美國埃默里大學(xué)醫(yī)學(xué)院，Max Planck的研究人員發(fā)現(xiàn)CRISPR-Cas9這把“分子剪刀”有時會卡住。

Cas9是一種切割DNA的酶，它也可以在不進(jìn)行任何切割的情況下阻斷基因活性。在致病細(xì)菌Francisella novicida中，Cas9能調(diào)控致病菌需要關(guān)閉的基因。

這一研究發(fā)現(xiàn)公布在6月27日的Molecular Cell雜志上。

幾年前，埃默里大學(xué)微生物學(xué)家David Weiss博士及其同事在尋找調(diào)節(jié)F. novicida毒力基因時發(fā)現(xiàn)了Cas9。 F. novicida是引起兔熱?。╰ularemia）的細(xì)菌近親，它能在哺乳動物細(xì)胞內(nèi)生長。最新的研究闡明了為什么Cas9對毒力很重要。研究人員發(fā)現(xiàn)，在這種病原菌中，Cas9僅調(diào)節(jié)四種基因，所有這些基因都必須關(guān)閉才能使細(xì)菌引起疾病。而對于其DNA剪刀/噬菌體防御作用中，Cas9由與靶標(biāo)互補的RNA引導(dǎo)。當(dāng)Cas9用于阻斷基因活性時，Cas9使用不同的RNA引導(dǎo)序列，由于其長度較短，不能進(jìn)行切割。

在其他類型的細(xì)菌中，Cas9似乎對引起疾病的能力也很重要。

“這些研究結(jié)果提出了開啟和關(guān)閉基因可能是Cas9在不同細(xì)菌中的一種廣泛功能，”該論文的第一作者，研究生Hannah Ratner說，“這項研究提出的一個問題是，Cas9抑制轉(zhuǎn)錄的能力是否有助于解釋大量未被識別的Cas9靶標(biāo)。”

此外，研究人員還重新設(shè)計Cas9，抑制一種新靶點，這種基因使細(xì)菌對last-line抗生素具有抗性，使細(xì)菌對抗生素治療再次敏感。“用于多種不同功能的相同蛋白質(zhì)的可編程性，擴展了Cas9在基因組工程應(yīng)用中令人難以置信的多功能性，”Ratner說。