作為一個革命性的基因編輯新工具，自CRISPR技術(shù)問世以來，就被廣泛應(yīng)用于各個生物領(lǐng)域的研究中，科學(xué)家們親切的稱它為“魔剪”，也正是因為有了這把“魔剪”，科學(xué)家們可以隨心所欲的操縱基因。

　　早前，來自美國麻省理工學(xué)院的博士后研究員Naama Kanarek及其團(tuán)隊在利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)篩選甲氨蝶呤敏感性的因素研究中，驚奇的發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞對甲氨蝶呤敏感性，其中有一個重要的“參與者”——組氨酸降解，基于這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，Naama Kanarek研究員及其團(tuán)隊指出利用CRISPR技術(shù)改善化療藥物甲氨蝶呤的抗癌藥效。

　　當(dāng)然，這樣的研究，無疑是令人興奮與激動的。由于Cas9的兩個核酸酶域分別在DNA的特定位置剪出一個缺口，致使雙鏈斷裂，盡然細(xì)胞會嘗試修復(fù)該斷裂，但修復(fù)過程容易出錯，并且常常會引入意外突變，破壞基因的正常功能，至此，造成該基因失去功能，達(dá)到編輯基因的效果。但是，作為基因的手術(shù)刀，CRISPR基因編輯技術(shù)也不是萬能的，由于體內(nèi)環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，在編輯基因的過程中也會出現(xiàn)脫靶的現(xiàn)象。為了使CRISPR基因編輯技術(shù)具有更多可能性，科學(xué)家們也在不斷的嘗試改進(jìn)，就在幾天前，來自德克薩斯大學(xué)的 Isabel Strohkendl教授及他的團(tuán)隊首次確定相較于Cas9蛋白來說，Cas12a蛋白更具準(zhǔn)確度，同時也更安全。

CRISPR/Cas12a匹配DNA示意圖

　　CRISPR/Cas系統(tǒng)和其他的一些RNA定向酶有一個共同的特征那就是：結(jié)合RNA都包含一個“種子”區(qū)域，所謂的“種子”區(qū)域就是基于PAM序列近端的核苷酸序列，這些序列是高度敏感的，因此，對于基因編輯來說，目的基因的靶點識別度及親和力至關(guān)重要。

　　CRISPR/Cas9工作時，Cas9蛋白識別PAM序列（RNA編寫的遺傳密碼），通過gRNA解開部分雙螺旋，在這個過程中，Cas9蛋白一旦找到匹配較好的序列時，便會緊密貼合在該段DNA上，而在這個過程中，也許會出現(xiàn)一些錯配的現(xiàn)象，但這種結(jié)合是不可逆的，當(dāng)它尋找到自己的“真命天子”，你就別想讓它再離開。而在這一方面Cas12a就顯得機(jī)智許多，它在尋找“真命天子”時，會對沿途的DNA序列進(jìn)行單堿基的識別，如若發(fā)現(xiàn)有匹配不好的堿基，便會離開重新尋找，在尋找到PAM序列時，Cas12a蛋白會與PAM序列形成一種半封閉的R-環(huán)（R-loop），當(dāng)識別到正確的序列時，才會完全結(jié)合成封閉的R-環(huán)，所以這種結(jié)合是可逆的，這也體現(xiàn)出了它更安全的一面。

CRISPR/Cas12a工作原理