CGM第461期：基因编辑工具酶的改造
新发现的Cas蛋白如何通过定向进化成为更高效的编辑工具？报告介绍核酸与蛋白互作驱动的改造策略，讨论Cas12o1、Cas12i3活性提升及其在动植物基因编辑中的用途。
段志强
南方科技大学前沿生物技术研究院 · 博士后
段志强博士，博士毕业于华中农业大学，现为南方科技大学前沿生物技术研究院博士后。主要研究方向为CRISPR-Cas基因编辑系统的开发及应用。通过核酸与Cas蛋白的相互作用，建立了一种新的Cas 蛋白定向进化方法，成功的开发出媲美Cas9活性的新型编辑工具 Cas-SF01/02。开发出基于 CRISPR-Cas 核酸快速检测试盒，实现了新冠病毒和转基因元件快速、精准、低成本检测，获得欧盟的 CE 认证。目前相关的研究已经在The Innovation, Cell Research, Cell Discovery, The Innovation life, Journal of Integrative Plant Biology，等期刊发表, 获授权国家发明专利30余项。
最近十年里，CRISPR-Cas基因编辑技术发展迅速，就像一把神奇的“分子剪刀”，可以精确地剪切和替换基因。这种技术在生物学研究、农业育种、疾病治疗等领域有着广泛的应用。在基因编辑过程中，Cas蛋白起着关键作用，就像剪刀的刀片，除了传统的Cas9剪刀以外，目前我们在基因组信息中找到了一种新的“分子剪刀”——Cas12o。利用核酸与蛋白互作的蛋白定向进化方法将Cas12o1和Cas12i3的活性提升至Cas9的水平，为实现更高效的动植物基因编辑和疾病治疗提供了新的工具。
参考文献
- Zhiqiang Duan, Yafeng Liang, Jialei Sun, Hongjin Zheng, Tong Lin, Pengyu Luo, Mengge Wang, Ruiheng Liu, Ying Chen, Shuhua Guo, Nannan Jia, Hongtao Xie, Meili Zhou, Minghui Xia, Kaijun Zhao, Shuhui Wang, Na Liu, Yongling Jia, Wei Si, Qitong Chen, Yechun Hong, Ruilin Tian, Jian-Kang Zhu. An engineered Cas12i nuclease that is an efficient genome editing tool in animals and plants. The Innovation. 2024;5(2):100564. DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100564
- Zhiqiang Duan, Xi Zhang, Jun-Tao Zhang, Xingkun Ji, Ruiheng Liu, Ying Chen, Shanshan Li, Nannan Jia, Huizhi Gao, Yu Xin, Ning Jia, Jian-Kang Zhu. Structure and genome editing activity of the novel CRISPR-Cas12o1 effector. Cell Research. 2025;35(2):145-148. DOI: 10.1038/s41422-024-01050-y
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