美國時間26日，康乃爾大學(Cornell University)的研究團隊，在知名學術期刊《Science》上發表最新的CRISPR/Cas9基因編輯系統改良方案。團隊利用冷凍電子顯微鏡(Cryo-EM)分析細菌體內的轉位子系統，發現其中的IscB-ωRNA能執行Cas9的靶向剪切功能、且體積比Cas9來得小，有望成為基因載體難以容納Cas9蛋白的潛力解方。
 
CRISPR/Cas9基因編輯系統加速了基因療法的進展，近年陸續進入臨床試驗階段的公司也越來越多。不過，科學家仍然在尋找比CRISPR/Cas9更好的基因編輯工具，因為CRISPR系統必須有效率地傳送到患者的細胞才能發揮作用，但大多數的Cas9蛋白過大，難以放入常用的基因療法載體，例如腺相關病毒(AAV)。
 
在這項研究中，研究團隊利用冷凍電子顯微鏡，分析細菌轉位子系統衍生的IscB-ωRNA分子，並捕捉它在不同構型狀態下的模樣，以及是否能和Cas9蛋白執行相同的功能。
 
在原子級的高解析度下，研究團隊證明IscB-ωRNA的組合，也能以類似Cas9的方式，在指定的DNA序列位置剪斷目標DNA，但是有著更小的體積，因此IscB可以說是取代Cas9的解方之一。
 
研究團隊表示，IscB的尺寸比Cas9蛋白還要小一半以上，但也能執行DNA編輯，此外，他們還發現能夠透過工程技術，在不影響IscB的活性下，移除了55個胺基酸，更進一步縮小IscB的體積，但團隊們相信還有辦法把IscB縮得更小。
 
不過，研究團隊也表示，以IscB-ωRNA取代Cas9蛋白還面臨一些困難，其中一個就是：IscB-ωRNA雖然在試管中極具活性，但在人類細胞中編輯DNA的效率卻會下降，他們希望之後可以利用分子結構，釐清它在人類細胞中效率下降的原因。
 
此研究通訊作者、康乃爾大學工藝及科學院分子生物學暨遺傳學教授Ailong Ke表示，大多數的Cas9蛋白對病毒載體來說太大了。如果Cas9也能裝到AAV之類的常用基因載體、確保能夠成功傳送，科學家就能專注在研究基因編輯的效率，而不用擔心基因編輯系統傳送的問題。
 
參考資料：
https://news.cornell.edu/stories/2022/05/discovery-offers-starting-point-better-gene-editing-tools
 
(編譯 / 吳培安)