近期,中国科学院青岛生物能源与过程研究所携手德国弗莱堡大学科研团队,聚焦于基因编辑技术的前沿探索。双方合作的焦点在于揭示一种名为V-K型CRISPR相关转座酶(CAST)的基因编辑系统在原生宿主蓝细菌中的内源转录调控机制。这一突破性发现不仅深化了我们对CAST系统的理解,而且对于优化基因编辑工具具有重要意义。研究成果已在线发表于《自然·通讯》杂志。
CAST系统作为基因编辑技术的一种,以其独特的转座机制而闻名,这使得它在精准、多重、无痕编辑以及大片段删除或插入方面展现出巨大的应用潜力。相较于传统的CRISPR-Cas基因编辑技术,CAST系统无需进行DNA双链断裂,从而减少了脱靶效应和编辑效率低下的问题,极大地拓宽了其在包括人类疾病治疗在内的关键领域的应用前景。
然而,尽管CAST系统在基因编辑能力的应用探索和核心组分蛋白结构解析方面取得了显著进展,其内源调控机制却鲜有深入研究。本次合作研究首次揭示了在原生宿主蓝细菌中,一类新型MerR-type转录调控因子——CvkR——对CAST基因编辑系统的核心组分表达具有抑制作用。这一发现不仅丰富了CAST系统的工作模式认知,也为未来开发更为高效、精准且无需DNA双链断裂的基因编辑工具提供了理论依据,预示着基因编辑技术将迎来新的发展高潮。