在生物技术这些天，CRISPR / Cas9是一个热门话题，因为它作为一种精确的基因编辑工具。在人类重新利用它之前，CRISPR / Cas9是一种内部免疫系统细菌，用于通过切割噬菌体的DNA来抵御噬菌体或感染细菌的病毒。埃默里大学医学院的科学家和病原体科学的Max Planck部门发现，CRISPR / Cas9的“剪刀”成分有时会卡住。
Cas9是一种切割DNA的酶，它也可以在不进行任何切割的情况下阻断基因活性。在致病细菌Francisella novicida中，Cas9调节需要关闭细菌引起疾病的基因。
结果发表于6月27日的Molecular Cell。
埃默里微生物学家David Weiss，Ph.D。几年前，同事们在寻找调节新凶手抗生素毒力的基因时发现了Cas9。F. novicida是引起土拉菌病的细菌的近亲，它在哺乳动物细胞内生长。目前的论文阐明了为什么Cas9对毒力非常重要，他的实验室与Emmanuelle Charpentier博士领导的德国研究人员合作，他们在CRISPR / Cas9上的工作使其成为基因编辑工具。
研究人员发现，在新诺氏疟原虫中，Cas9仅调节四种基因，所有这些基因都必须关闭才能使细菌引起疾病。在其DNA剪刀/噬菌体防御作用中，Cas9由与靶标互补的RNA引导。当Cas9用于阻断基因活性时，Cas9使用不同的RNA引导序列，由于其较短的长度，不允许剪刀切割。
在其他类型的细菌中，Cas9似乎对引起疾病的能力也很重要。
“这些研究结果提出了开启和关闭基因可能是Cas9在不同细菌中的广泛功能的可能性，”该论文的第一作者，研究生Hannah Ratner说。“这项研究提出的一个问题是，Cas9抑制转录的能力是否有助于解释大量未被识别的Cas9目标。”
此外，研究人员还能够重新设计Cas9以抑制一种新靶点，这种基因使细菌对最后一种抗生素具有抗性，使细菌对抗生素治疗再次敏感。
“用于多种不同功能的相同蛋白质的可编程性突出并扩展了Cas9用于基因组工程应用的令人难以置信的多功能性，”Ratner说。