这些生物有一个天然的基因编辑系统，可能比 CRISPR 更有用

一组研究人员发现了一种新的生物编辑系统，其精确度甚至可能超过 CRISPR 基因编辑。该系统基于一种名为 Fanzor 的蛋白质，这一新发现是真核生物中发现的第一个可编程 RNA 引导系统。6 月 28 日发表在《自然》杂志上的一项研究中描述了这种新的 RNA 编辑系统。

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真核生物包括真菌、植物和动物，它们的细胞有细胞核。CRISPR 最早是在原核生物中发现的，原核生物是单细胞生物，没有细胞核。发现这种在真核生物中有效的编辑系统可以扩大生物编辑的范围，甚至可能提高其精确度。

这 研究团队展示了 Fanzor 蛋白如何以 RNA 为向导精确靶向 DNA，以及如何对 Fanzor 进行重新编程以编辑人类细胞的基因组。RNA 在体内发挥多种功能，包括编码、解码、调节和表达基因。与 CRISPR 系统相比，Fanzor 系统还可以更容易地作为治疗剂输送到人体组织和细胞中。

研究还表明，RNA引导的DNA切割机制既存在于单细胞缺乏细胞核的原核生物中，也存在于多细胞具有细胞核的真核生物中。

“基于 CRISPR 的系统应用广泛，功能强大，因为它们可以轻松重新编程以针对基因组中的不同位点，”论文合著者、麻省理工学院 (MIT) 生物化学家张锋在一份声明中表示。“这种新系统是另一种对人类细胞进行精确改变的方法，是对我们已经拥有的基因组编辑工具的补充。”

张实验室的主要目标之一是开发能够通过精确定位特定基因和过程来调节人类细胞的基因药物。他们正在研究 CRISPR 以外的其他 RNA 可编程系统是否存在于自然界中。

该团队正在以 2021 年发现的一类原核生物 RNA 可编程系统（称为 OMEGA）为基础。该研究强调了原核生物 OMEGA 系统与真核生物 Fanzor 蛋白之间的一些相似之处，并表明 Fanzor 酶也可能使用 RNA 引导机制来靶向和切割 DNA。

在这项新研究中，研究小组从真菌、藻类、变形虫物种和一种名为北蛤蜊的常见蛤蜊中分离出了 Fanzor。Fanzor 蛋白的生化表征表明，它们是 DNA 切割核酸内切酶，利用附近的非编码 RNA（称为 ωRNA）。作者称，这些 ωRNA 靶向基因组中的特定位点，这是首次在蛤蜊等真核生物中发现这种机制。

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“这些 OMEGA 系统是 CRISPR 的祖先，它们是地球上最丰富的蛋白质之一，因此它们能够在原核生物和真核生物之间来回跳跃是合乎情理的，”张实验室的共同作者兼博士后研究员 Makoto Saito 在一份声明中说。

为了探究 Fanzor 作为未来基因组编辑工具的潜力，该团队展示了它可以在人类细胞内的目标基因组位点进行插入和删除，就像文档中的剪切和粘贴工具一样。他们发现 Fanzor 系统最初在剪切 DNA 方面的效率不如 CRISPR 系统，但将突变组合引入蛋白质中会显著提高其活性。

研究团队表示，Fanzor 系统可以重新编程，以针对特定的基因组编辑技术，用于未来的研究和治疗，就像目前基于 CRISPR 的系统一样。自然界中还有更多类似的系统等待被发现。

“大自然太神奇了。有如此多的多样性，”张说。“可能还有更多的 RNA 可编程系统，我们将继续探索，希望能发现更多。”