基因编辑利器运行机制被揭示

本报讯 （记者衣晓峰）如果组成DNA链条的基因能够根据需要进行“编辑”和“修改”，不要的剔除，不好的换掉，那么是否会使遗传疾病最终被套上“笼头”？4月21日，哈尔滨工业大学生命科学院黄志伟教授在国际著名学术刊物《自然》上在线发表题为《CRISPR-Cpf1结合crRNA的复合物晶体结构》的学术论文，为人类利用基因工程技术战胜重大疾病展示了新的前景。

近年来，国内外学术界一直在寻找这样一种既可操作、又有效率的“基因编辑工具”，并试图搞清其工作原理。最早进入学者视线的“CRISPR-Cpf1”，对大众而言是个十分陌生的词汇，但它已在最尖端的生物科研领域扮演了举足轻重的角色。黄志伟通俗地解释说，作为细菌编码的适应性免疫系统，CRISPR-Cpf1可直接“改造”和“修正”基因，就像文字编辑软件修改文档一样得心应手，甚至能让人们对基因高效地施展“关闭”“恢复”“切换”等精准“手术”，这让人类彻底降服恶性肿瘤和艾滋病成为可能。

2015年年底，CRISPR-Cpf1被发现能在人类细胞内剪切目的DNA底物，但是如何利用其编辑基因以及作用机制，尚属待解谜团。黄志伟抓住这一线索，带领科研团队对CRISPR-Cpf1进行了深入解剖，因为只有知道了“导弹”的运行轨迹和相应机制，才能更好地实现基因编辑、精准定位。

历时3个多月的探索之旅，黄志伟团队首次成功解析了CRISPR-Cpf1识别cr RNA的复合物结构，同时发现Cpf1并非此前人们推测的二聚体状态，其本身是一个呈三角形的单体，位于该结构中间，是一个带有正电荷的凹槽。这些研究为成功改造Cpf1，使之成为特异、高效、精确的全新基因编辑系统提供了结构基础。