Adv Sci｜Cas12系列研究再取进展！复旦大学王永明/王红艳：筛选高效且高特异性的基因组编辑酶NiCas12b

舒桐科技

2024-08-08

导读：舒桐科技致力于基因编辑领域，具备经验丰富的技术团队，可提供一站式基因编辑服务。

RNA引导的成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/Cas12b系统代表用于基因组编辑的第三个CRISPR-Cas系统家族。然而，只有少数核酸酶在人类细胞中表现出活性，其体内治疗潜力仍不确定。

2024年7月30日(当地时间)，复旦大学王永明、王红艳，于期刊Advanced Science发表题为“Characterization of NiCas12b for In Vivo Genome Editing”的论文。该研究中，进行了绿色荧光蛋白(GFP)活化试验以筛选一组15种Cas12b直系同源物，其中四种在哺乳动物细胞中表现出编辑活性。特别值得注意的是来自Nitrospirasp.的NiCas12b，它识别“TTN”原间隔区相邻基序(PAM)并促进各种细胞系中的有效基因组编辑。重要的是，NiCas12b还表现出高度特异性，使其适用于治疗应用。作为概念验证，利用腺相关病毒(AAV)将NiCas12b引入小鼠肝脏，靶向胆固醇调节基因前蛋白转化酶枯草溶菌素/kexin9型（Pcsk）。注射4周后，插入/缺失(indel)效率显著超过16.0%，导致血清胆固醇水平显著降低。研究表明NiCas12b为基础研究和临床应用提供了一种新选择。

成簇的规律间隔短回文重复序列-Cas(CRISPR-Cas)系统源自微生物适应性免疫系统，已广泛应用于基础研究和基因治疗中的基因组编辑。该系统根据功能和进化模块性分为两类，包括6种类型和30多个亚型。其中，第2类CRISPR-Cas系统包括II型(编码Cas9)和V型(编码Cas12)，由于其依赖单一效应蛋白进行DNA切割，因此主要用于基因组编辑。

第一个Cas9系统SpCas9于2013年开发用于哺乳动物基因组编辑，自此成为最受欢迎的基因组编辑工具。SpCas9已成功应用于多种生物，包括细菌、酵母、植物、小鼠和人类。V-A型Cas12a是第二个CRISPR-Cas系统，于2015年开发。随后，来自各种细菌的大量CRISPR-Cas系统被设计用于基因组编辑。这些CRISPR-Cas核酸酶表现出不同的特性，例如原间隔区相邻基序(PAM)要求、靶序列偏好和特异性。然而，值得注意的是，由于缺乏合适的PAM或因为序列不是当前CRISPR-Cas工具的偏好，仍有许多基因组位点无法有效编辑。因此，迫切需要扩展CRISPR-Cas工具箱以拓宽基因组编辑的可能性范围。

图1. Cas12b对哺乳动物基因组编辑的活性测试

V-B型Cas12b代表了用于基因组编辑的第三个CRISPR-Cas系统家族。该系统由三个关键组件组成：Cas12b核酸酶、CRISPRRNA(crRNA)和反式激活crRNA(tracrRNA)。crRNA和tracrRNA可以融合在一起形成单个向导RNA(sgRNA)。到目前为止，三种Cas12b核酸酶(AaCas12b、BhCas12bv4和BvCas12b)已在哺乳动物细胞中表现出活性，尽管它们的体内治疗潜力尚未得到研究。在该研究中，研究者筛选了总共15种Cas12b直系同源物，并确定NiCas12b是一种高效且高度特异性的基因组编辑酶。研究表明NiCas12b可以在体内破坏小鼠前蛋白转化酶枯草溶菌素/kexin9型(Pcsk9)基因，显示出治疗应用的巨大前景。

Cas12a作为基因编辑领域的编辑工具，以及分子诊断领域强大的诊断工具，在基础科研以及临床应用方面都有着广阔的前景。舒桐科技深耕基因编辑领域多年，自主研发并鉴定了一种新型LtCas12a并已经成功应用于人乳头状瘤病毒HPV的快速诊断中。（重磅推出！一种具有独特“TTNA”PAM 的LtCas12a有望成为未来分子诊断的强大工具！）

此外，舒桐科技可提供以下服务，欢迎各位老师垂询：

1、舒桐生物可提供多种高纯度、高活性的Cas12a蛋白：

2、Cas12a的crRNA设计服务，利用生信预测并筛选脱靶效率低的靶点

3、HPLC纯化级别的crRNA合成服务，高纯度的crRNA有利于提高编辑效率

4、Cas12a蛋白的开发和PAM鉴定服务

（1）原核PAM鉴定

（2）真核PAM鉴定

（3）体外PAM鉴定

5、Cas12a蛋白活性检测服务

（1）真核细胞RNP电转服务

（2）体外切割活性检测服务

关于舒桐

珠海舒桐医疗科技有限公司是一家以基因编辑为核心技术的生物医药企业，总部位于粤澳深度合作区——横琴新区，下设鼓润（武汉）医疗科技有限公司、广州舒桐医疗科技有限公司和杭州舒桐生物科技有限公司等全资子公司。公司为国家高新技术企业，拥有博士后工作站和多个博士后团队，已申请专利40余项，承担多项国家科技重大专项。公司致力于通过创新技术为多种疾病尤其肿瘤开展新药研发，提供基因靶向治疗方案。同时公司搭建了一站式基因编辑平台、分子诊断平台和科技服务平台，可提供从靶点筛选、基因编辑有效性检测到安全性评估的全流程解决方案；具备先进的CGT原料规模化生产能力，可为科研机构及生物医药企业提供安全高效的一站式服务和原料供应。舒桐医疗坚持以“创新、敬业、融合、开放”为核心价值观，致力于利用基因治疗技术造福人类健康，让生命更美好。