导语自年以来，CRISPR-Cas系统被广泛应用到生命科学研究各个领域中，短短几年内，CRISPR-Cas技术凭借其强大的功能及便捷性，迅速席卷了整个生命科学研究领域，并且掀起了一场革命性的巨变。科学家们借助该技术能以前所未有的精度及速度，对各种生物体的DNA作出编辑。

4月12日，ScienceAdvance杂志在线发表了一篇标题为“CRISPR-Cpf1correctionofmusculardystrophymutationsinhumancardiomyocytesandmice”的研究论文，首次报道了利用CRISPR-Cpf1在人类细胞和疾病模型小鼠中实现高效的基因修复。

CRISPR家族新成员—Cpf1蛋白

虽然近几年CRISPR-Cas赢得盆钵盈满，但在将其推向人类疾病治疗临床应用过程中依然存在一些问题，例如传递方式和效率，脱靶效应及同源重组效率等。因此，许多科学家仍致力于不断完善CRISPR-Cas技术，以达到在疾病治疗中广泛应用的目的。

年4月：麻省理工学院Broad研究所张锋研究小组在Nature杂志公布了一项研究成果，其研究团队在金黄色葡萄球菌中发现了一个更小版本的Cas9—SaCas9。这种小号Cas9酶能更容易地进入细胞，并能降低Cas9体内传递的难度，而这些问题恰是目前spCas9应用的瓶颈所在。虽然SaCas9相对于SpCas9在病毒载体递送方面体现了优势，但其更长且复杂的PAM序列(NNGRRT)限制了它在基因编辑中的运用。

年9月：张锋及其团队又公布了一项振奋人心的新发现—CRISPR家族新成员Cpf1蛋白。这是一种来从Acidominococcus和Lachnospiraceae菌属中筛选得到的新型导向RNA∶DNA内切酶复合物，可能克服CRISPR-Cas9系统应用中的一些限制，实现更高效安全、精确简单地编辑基因。

张锋指出：“尽管CRISPR比之前的基因编辑方法要简单得多，但是该技术依然存在一些不容忽视问题，尤其是应用到人类疾病治疗中，所以我们一直在优化，甚至寻找能更好地替代CRISPR-Cas9的新技术。”

Cpf1和Cas9相比具有哪些特点

Cpf1的发现和应用为CRSIPR基因编辑技术再添热度。作为一种新的CRISPR家族蛋白，Cpf1既拥有DNA切割功能，同时还展现出许多不同于Cas9的特性，而这些特性也使Cpf1被认为有可能替代目前的Cas9技术，或至少丰富CRISPR系统在转化医学中的应用。以下是Cpf1相比于Cas9所具有的特点：

第一，GuideRNA不同。Cpf1介导切割时仅需一条较短的单链CRISPRRNA（crRNA）来引导，而Cas9介导切割时则需要crRNA和反式激活crRNA(tracrRNA)的杂合链来引导，因此Cpf1在结构上比Cas9要简单，便于在组装构建。此外Cpf1蛋白小于SpCas9蛋白，这使Cpf1蛋白更易导入细胞和组织中发挥作用。

第二，切割位点不同。Cpf1介导的切割位点远离PAM序列，而Cas9通常被认为在靠近PAM序列的3和4位间发生切割，这种差异使得人们对于编辑位点有更多选择。

第三，切割机制不同。Cas9介导切割后产生的是平末端序列，Cpf1介导切割后产生不对称的粘性末端序列，而粘性末端序列被认为能够更高效地激活同源重组修复机制。

第四，PAM序列不同。Cas9识别富含鸟嘌呤的PAM序列，而Cpf1识别富含胸腺嘧啶的PAM序列，这一特性扩大了CRISPR技术的靶点的选择范围。

第五，RNA切割功能。年4月，来自德国Max-Planck感染生物学研究所的研究人员证明Cpf1能够独自地对crRNA前体进行切割加工，然后与成熟的crRNA结合并切割DNA，该成果发表于Nature杂志。

第六，脱靶效率极低。年6月NatureBiotechnology在线刊登了Jin-SooKim等人关于Cpf1的研究成果。该研究利用Digenome-seq分析方法在全基因组范围内对比人类细胞中的Cpf1和Cas9脱靶效应，结果证明Cpf1具有高度特异性，几乎没有脱靶效应。

Cpf1介导双链DNA切割的原理

—ZetscheB,etal.Cell.;(3):-71

Cpf1在基因编辑方面的应用

Cpf1由于具有不同于Cas9的特性，自被发现起始就备受研究人员







































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