CRISPR-Cas细胞免疫系统

在细菌和古细菌中存在一种由CRISPR (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)及其附属蛋白质Cas (CRISPR-associated) 组成,以RNA为指导的防御外源遗传物质入侵的适应性免疫系统。这系统包括捕获外源DNA片段并把它整合到宿主基因组的CRISPR位点从而成为间隔DNA。该位点转录后所得的RNA被Cas6蛋白质加工成小CRISPR RNA (crRNA)。类似于在真核生物的RNA干扰,crRNA可以整合到各种效应复合物中去指导靶标DNA及RNA的降解。CRISPR-Cas系统已经被发展成为一个强有力的基因组编辑工具,在功能基因组学研究中起着重大作用,也为治疗多种遗传性疾病带来新希望。

我们的科学家曾以硫化叶菌S. Solfataricus为实验材料揭示了CRISPR-Cas系统的两个效应复合物(CSM和CMR)的结构及其识别及切割靶标核酸的机理。目前,我们已把crRNA为基础的基因敲除技术用于研究肿瘤发生的各个方面。例如,在人类及小鼠细胞里进行全基因组规模抗癌靶标的筛选、创造新的小鼠肿瘤模型和开发基于crRNA的抗癌疗法等等。