张锋团队突破基因编辑瓶颈!发现新型RNA引导系统TIGR-Tas,为基因治疗带来新工具张锋院士团队在《科学》杂志发表最新研究,揭示了一种名为TIGR-Tas的全新基因编辑系统。这种系统广泛存在于细菌、古菌及病毒中,其核心是一类模块化RNA引导的DNA靶向蛋白。TIGR-Tas通过独特的“双间隔区”RNA(tigRNA)识别目标DNA,无需依赖传统CRISPR系统的PAM序列限制,展现出更高的灵活性。就像用两把钥匙同时开锁,tigRNA的两个短序列片段能分别锁定DNA双链,引导核酸酶精准切割——
这种机制为基因编辑工具设计提供了全新思路。研究团队发现,TIGR-Tas的TasR蛋白可在人类细胞中实现基因编辑,初步实验中成功在CXCR4等位点诱导DNA断裂。其核心结构酷似“分子导航仪”:对称的Nop结构域像钳子般夹住DNA,而RuvC核酸酶则像手术刀般完成切割。有趣的是,这种结构与真核生物的核糖体修饰系统(C/D snoRNP)和IS110转座酶存在进化关联,暗示RNA引导机制可能比我们想象的更古老、更普遍。
TIGR-Tas的模块化设计堪称“分子乐高”——通过替换不同核酸酶或调控域,未来或可开发出兼具切割、调控甚至表观修饰功能的定制化工具。相较于CRISPR,其紧凑的tigRNA(仅36核苷酸)更易递送,且无序列限制的特性有望靶向传统工具难以触及的基因组“盲区”。团队表示,下一步将优化其编辑效率,并探索在遗传病治疗中的应用潜力。
“原来细菌和病毒不仅擅长‘搞破坏’,还偷偷藏着一本《基因编辑操作手册》——幸好科学家们终于破解了它们的‘加密文件’!”
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