1987年,科学家首次描述了CRISPR序列;2010和2011年,研究人员相继发现了该序列的自然生物学功能;2013年,张锋等科学家首次报道了CRISPR-Cas9系统在哺乳动物基因组编辑中的应用。
在过去的3年里,基因编辑神器CRISPR被认为是遗传研究领域的革命性技术;科学家用它来编辑农作物、家畜甚至是人类胚胎。通过在不同疾病中运用该技术,研究人员希望有一天可以形成新的疾病治疗方法。为了实现这一点,科学界也一直致力于CRISPR技术的改善研究。
全新基因编辑系统CRISPR/Cpf1
9月25日,发表在《细胞》杂志上的一项研究中,CRISPR技术先驱、Broad研究所合成生物学家张锋领导的研究小组找到一种让该技术更简单、更精准的方法。一种叫做Cpf1的蛋白可能将克服CRISPR-Cas9系统应用中的一些限制。虽然CRISPR-Cas9系统适用于让基因失去功能,但是对于真正实现用一个DNA序列的替换另一个还很困难。
尽管CRISPR比之前的基因编辑方法要简单得多,但是张锋认为仍有改进的余地。他和他的团队搜索了整个细菌王国,找到了一种替代实验室中常用Cas9酶的选择。今年4月,相关论文发表在《自然》杂志上,他们在金黄色葡萄球菌中发现了一个更小版本的Cas9。小的型号让Cas9酶更容易进入成熟细胞,这类细胞是一些潜在疗法的关键“目的地”。
相比Cas9,CRISPR/Cpf1的四大优势
虽然研究小组此次发现的Cpf1蛋白与Cas9相比有很多不同,但是也在一些细菌中与CRISPR共同存在。科学家们评估了来自16种不同细菌的Cpf1酶,最终发现有2种Cpf1能够剪切人类DNA。与Cas9相比,Cpf1有以下四大优势:。
第一,大小不同。Cas9剪切DNA需要两个小RNA分子,而Cpf1只需要一个。Cpf1酶比标准的SpCas9要小,更容易进入组织和细胞。
第二,剪切方式不同。Cas9是在同一个位置同时剪切DNA分子的双链,最后形成的是分子生物学家常称的平末端;而Cpf1剪切后形成是两个不同长度的链,被称之为黏性末端。平末端通常不容易处理。张锋说:“粘性末端让DNA插入更可控。”
第三,剪切位置不同。Cpf1剪切时离识别位点很远,这让研究人员在编辑位置的选择上有了更多的选项。
第四,Cpf1系统在目标位置的选择上提供了灵活性。像Cas9一样,Cpf1复合物首先必须连接一个叫做PAM的短序列,目标位置必须是与天然存在的PAM序列相邻。与Cas9相比,Cpf1复合物识别的PAM序列是非常不同的。
新型CRISPR/Cpf1系统谁能用?
CRISPR/Cas9系统巨大的商业价值也引来目前备受关注的专利之争。据MIT Technology Review网站报道,这项新的技术已经提交了专利申请。Broad Institute研究所表示,这个新型的CRISPR/Cpf1系统可以让科研人员使用,也会广泛授权给那些销售体系和化学物质给科研领域的公司。不过,对于哪些公司能够获得使用该技术开发新医学疗法的权利,研究所并未说明。
科学家们如何评价CRISPR/Cpf1系统?是否会优于CRISPR/Cas9?
伦敦帝国学院的表观遗传学家Luca Magnani说:“这个新发现让很多我们之前不能实现的事情变成了可能。”
Broad研究所主任、人类基因组计划主要领导人之一的Eric Lander说:“该研究不仅揭示了一种前所未有的CRISPR系统的功能,同时也表明了Cpf1在编辑人类基因组中非凡强大的功能。Cpf1系统代表了新一代的基因组编辑技术。”
Broad研究所的Levi Garraway说:“Cpf1意想不到的性质以及更精确的基因编辑为各种各样的应用打开了大门,包括癌症研究。”
这种新酶受欢迎程度会超越Cas9酶吗?“现在还为时过早,”张锋说。北卡罗来纳州立大学的分子生物学家Rodolphe Barrangou说:“从长远来讲,目前还不清楚Cpf1是否会优于Cas9。不过,CRISPR/Cpf1系统是生物学领域非常有价值的新工具。”
张锋表示:“我很高兴发现了完全不同的、可用于科学研究和改善人类健康的新型CRISPR酶。”
这项新成果也表明了,研究人员依然可以从不断进化的细菌基因编辑系统中学到很多。目前,张锋依然在寻找其它的DNA“剪刀”。
来源:生物探索
为你推荐
资讯 3家中国药企入选,全球顶级药企在世界500强中的排位
2026排行榜,世界500强企业的营业收入总和约为43 1万亿美元,超过全球GDP的三分之一,比去年增长了约3 2%。此次上榜门槛(最低销售收入)从322亿美元增长至332亿美元。所有上...
2026-07-28 20:14
资讯 迪英加科技完成数亿元C轮融资,DeepPathAI大模型加速构建数智病理新生态
本轮融资由丰誉资本、余杭国投、贝达基金、浙江浙资仙安投资联合领投,汇聚地方国资、医药产业资本、专业医疗投资机构多方力量。
2026-07-28 19:53
资讯 商汤医疗完成超 1 亿美元 B 轮融资,估值破百亿冲刺医疗世界模型第一股
公司同步进入 Pre-IPO 筹备阶段,计划启动上市前最后一轮募资,向着 “医疗世界模型第一股” 发起冲刺。
2026-07-28 19:47
资讯 国家医保局:张某坚受贿案
二审维持原判,判处张某坚有期徒刑十一年,并处罚金人民币230万元。对被告人张某坚非法所得2547 5万元及美金1万元予以没收,由扣押机关上缴国库。
2026-07-28 13:09
资讯 疾病预防控制“十五五”规划
“十五五”时期,我国面临的公共卫生环境加速变化,防范化解重大公共卫生风险的任务仍然艰巨。国家疾控局、国家发展改革委、财政部、农业农村部、国家卫生健康委、海关总署、国...
2026-07-28 11:25
资讯 从实验室走向日常生活,阶梯医疗植入式脑机接口迈出关键一步
上海阶梯医疗科技有限公司(下称“阶梯医疗”)自主研发的微创植入式脑机接口技术,助力多名高位截瘫患者顺利从事电商物流协调、自动售货机后台标注等工作
文/张蓉蓉 2026-07-28 11:20
资讯 广药白云山何济公3.3亿元控股法玛星医药
7月25日,广药集团旗下广州白云山何济公药业有限公司宣布与北京法玛星医药科技有限公司签订股权转让协议,以人民币3 3亿元为交易对价,收购法玛星医药股权。
2026-07-28 10:48
资讯 健友股份门冬胰岛素获FDA批准
7月28日,健友股份发布公告,公司全资子公司Emerge Bioscience Pte Ltd 已于2026年7月24日收到美国食品药品监督管理局(FDA)签发的门冬胰岛素注射液生物制品许可申请批准...
2026-07-27 17:53
资讯 从科学食养到循证研究,东阿阿胶持续推动阿胶现代健康价值的科学表达
近年来,随着健康老龄化、主动健康等公共健康议题持续升温,传统中医药正加快融入现代健康体系。如何用现代科学语言解释传统功效,以循证研究支撑应用,以标准体系保障质量一...
2026-07-27 16:52
资讯 华邦健康全资子公司新马药业因虚开发票被追缴税费约3850万元及滞纳金
近日,对华邦健康发布公告,全资子公司沈阳新马药业收到税务机关出具的《税务处理决定书》(沈税稽二处〔2026〕244 号)。
2026-07-25 10:20
资讯 百济神州3亿美元投资扩建美国基地,将新增约120个全职岗位
2026年7月23日,据BeOne(百济神州)官网消息,百济神州将投资3亿美元扩建其位于新泽西州霍普韦尔普林斯顿西部创新园区(Princeton West Innovation Campus)的旗舰级临床及...
2026-07-24 16:18
资讯 上海市药监局 上海市卫健委联合印发《上海市药物警戒管理办法》
本市药品上市许可持有人(含境外上市许可持有人指定的本市境内责任人,下同)、药品生产企业、药品经营企业、医疗机构应当依照国家有关规定和本办法建立药物警戒质量管理体系,...
2026-07-24 15:04
资讯 罗氏2026半年报和计划停掉的管线
7月23日,罗氏公布2026年上半年业绩。2026年上半年罗氏总营收303 64亿瑞士法郎(约384 35亿美元),按固定汇率计算同比增长6%,然而,受瑞士法郎大幅升值影响,以瑞郎计价的报...
2026-07-24 13:55
资讯 信诺维科创板 IPO 获证监会注册批复,拟募资 29.4 亿元加码创新药全管线研发
信诺维计划登陆上交所科创板,保荐机构为国泰海通证券,本次 IPO 预计募集资金总额 29 4 亿元
2026-07-24 13:35
资讯 世界干燥日,一起看见干燥综合征患者不为人知的困境
今天,由北京新阳光慈善基金会和SLE解忧杂货铺共同发起,诺华中国公益支持的“认识干燥、关爱患者——重视干燥疾病,守护自免微光”——第二届中国干燥综合征患者大会在上海举办。
2026-07-24 13:13






