基因“精准”编辑新机制揭示

2016年4月21日，《自然》杂志在线发表了哈尔滨工业大学生命学院黄志伟教授研究论文。该研究在国际上首次揭示了世界上最新发现的基因编辑系统CRISPR-Cpf1识别crRNA以及剪切pre-crRNA机制。该发现将实现对DNA的目的基因进行“关闭”“恢复”和“切换”等精准操作，将人类战胜癌症等疑难疾病梦想向前推进一大步。

近年来，研究人员一直在寻找一种可以实现对DNA“文本”进行删除、替换的简单易操作方法。2015年底发现的CRISPR-Cpf1系统被认为是一种全新高效基因编辑工具，但其如何工作、能否被优化一直是科研人员攻关方向。黄志伟团队通过结构生物学和生化研究手段首次揭示了CRISPR-Cpf1系统的关键工作机理，对认识细菌如何通过CRISPR系统抵抗病毒入侵的分子机理具有重要科学意义。该系统与原有基因编辑技术有两点不同，即剪辑机制不一样，识别位点不一样，对日后优化该基因编辑系统意义重大。据悉，Cpf1也是目前解析的世界上唯一一个具有核酸序列特异性且同时具有DNase和RNase活性的核酸酶。

“艾滋病病毒感染人是因为人体细胞中存在病毒受体，新发现可实现将病毒受体基因精准敲除，这样病毒就无法识别受体，不能感染人类。”黄志伟把crRNA比作导弹制导系统，Cpf1比作弹头，CRISPR-Cpf1系统能够在crRNA引导下在人类细胞内剪切目的DNA底物。该研究相当于将这颗大自然的导弹拆开弄清其工作原理，以便使导弹精度大幅提高。