科學家新型基因編輯系統尋找之路從未止步！

　　CRISPR–Cas9工具可以幫助科學家修改基因組，其被譽為簡便、便宜且具有多功能、優于此前多種技術的新型基因編輯技術，目前全球很多實驗室都在探索CRISPR–Cas9技術在醫學和基礎研究中的新應用。

　　來自加利福尼亞大學的研究者Prashant Mali指出，盡管CRISPR–Cas9技術有著很多優勢，但其仍然有著自身的局限性，該技術可以到達基因組特殊位點并對其進行切割，但有時候我們在自己興趣領域內的應用或許要求要更多一點。

　　哈佛大學的研究者George Church說道，今年早些時候有研究人員就將興趣轉移到了另外一種名為NgAgo的基因編輯系統中，研究者表現出了他們對CRISPR–Cas9的失望以及尋找到另外一種可以替代CRISPR–Cas9技術的希望。NgAgo僅僅不斷增長的基因編輯工具文庫中的一員，部分基因編輯工具在CRISPR主題中處于不斷變化的狀態，而其它基因編輯工具則會為編輯基因組提供新方法。

　　一個縮小版的自己（A mini-me）

　　CRISPR–Cas9或許有望有一天被用于重寫引發遺傳疾病的基因，但該系統中的組分（Cas9酶和指導該酶進入到特定序列中的RNA鏈）由于非常大而不能被裝入到病毒的基因組中，而這些病毒常被用于基因療法中來使得外源的遺傳物質穿梭于人類細胞中。那么其中一個解決方法就是開發mini-Cas9形式，其可以從細菌金黃色葡萄球菌中提取，因為mini-Cas9足夠小，因此其可以被“擠壓”到病毒中從而用作目前市場上所進行的基因療法，去年12月份，兩個研究小組就在小鼠抗體中利用mini-Cas9成功糾正了引發杜氏肌營養不良癥的基因。

　　擴大范圍

　　Cas9并不能切割它們所指向的任意位點，特定的DNA序列必須位于切割點附近才能夠發生切割修飾作用，而這種要求在很多基因組中都能夠被輕松完成，但對于某些試驗而言卻是非常痛苦的限制。研究者目前正在尋找微生物來補充具有不同序列需要的酶類，以便他們可以擴大能夠修飾的序列的數量。

　　比如其中一種名為Cpf1的酶類，其或許能夠成為科學家們最后吸引力的選擇，其比Cas9酶類小一些，同時具有高度特異性及不同的序列需求。另外一種名為C2c2的酶類，其可以靶向作用RNA而不是DNA，這種特性就可以幫助研究者深入研究RNA并且利用RNA的基因組來抵御病毒。

　　真正的編輯器

　　研究者Church說道，許多實驗室僅利用CRISPR–Cas9來剔除部分基因，從而使得基因失活，人們希望以此來宣布他們在編輯領域的成功，但毀掉書中的一頁似乎并不能對這本書進行編輯。哪些想以其中一種序列來體外另外一種序列的研究者似乎會面臨更多困難，當Cas9切割DNA時，細胞通常會產生錯誤，其會連接基因斷頭部分，但這同時會產生研究者們熱衷于研究的基因缺失部分。

　　很多想要重寫DNA序列的研究人員往往依賴于能夠插入新序列的不同修復通路，相比易錯縫合而言，該過程往往會以極低的頻率發生；明尼蘇達大學的研究者Daniel Voytas指出，每個人都會說，未來我們可以在某個時間點對許多基因進行編輯，而我認為，我們目前甚至并沒有以一個合理的效率來完成它。

　　但過去幾個月的研究進展給了研究者Voytas希望，4月份，研究人員宣布，他們成功對Cas9失活，并且將其同一種可以將DNA字符轉換成另外一種的特殊酶類相連接，這種失活的Cas9仍然可以靶向作用導向RNA所“口述”的序列，但卻并不能切割，相反吸附的酶類可以開啟DNA字符的表達，最終產生堿基T（此前位點是堿基C），這項研究刊登在了上周的Science雜志上。

　　研究者Voytas和同事希望可以將其它酶類同失活的Cas9相連接，從而提供更多不同的序列改變。

　　追尋Argonautes

　　今年5月份，一項刊登在國際雜志Nature Biotechnology上的研究報告中，研究者就發現了一種全新的基因編輯系統，研究人員聲稱，他們可以利用一種名為Argonaute的蛋白來在預先的位點切割DNA，而整個過程并不需要導向DNA或特異性的鄰近基因組序列，此外研究者還可以利用一種和靶向區域相對應的DNA短鏈序列來對蛋白質進行編程。

　　該項研究一時間讓全球的科學家表示興奮，同時他們又開始進行各種猜測，即CRISPR–Cas9是否會失去其“霸主”地位，但很多實驗室目前并沒有重復出上述研究的結果，盡管如此，目前研究者希望通過來自其它細菌的argonautes可以提供研究的方向。

　　對酶類進行編程

　　目前科學家們正在研究其它的基因編輯系統，盡管有些研究已經停滯了好多年；對于進行一項廣泛深入性的細菌研究計劃，Church的實驗室目前并沒有對CRISPR進行深入研究，相反，相反研究人員對一種名為λ系統進行了深入研究，λ系統可以被重編程操作，在不需要導向DNA的情況下對DNA序列進行改變，但盡管Church進行了13年的研究，λ系統如今只能在細菌細胞中發揮作用。

　　研究者Churc和來自MIT博德研究所的Zhang Feng博士表示，目前他們的實驗室都正在開發名為整合酶（integrases）和重組酶的特殊酶類用作基因編輯器；Zhang Feng博士表示，通過深入剖析酶類的多樣性我們就能夠制造出具有強大力量的基因編輯工具箱，這對于我們探索未知世界將會帶來極大幫助。