Cell子刊从不同的角度看CRISPR-Cas9：让“剪刀”卡住

Cas9抑制基因活性，这对于细菌毒力很重要

　　

生物通报道：在生物技术领域，CRISPR-Cas9已经成为了一个热门话题，因为它可以作为一种精确的基因编辑工具，帮助科学家们了解和改变基因。但在人类利用它之前，CRISPR-Cas9其实就是一种细菌内部免疫系统，用于切割噬菌体的DNA，抵御噬菌体或感染细菌的病毒。

近期，来自美国埃默里大学医学院，Max Planck的研究人员发现CRISPR-Cas9这把“分子剪刀”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能调控致病菌需要关闭的基因。

这一研究发现公布在6月27日的Molecular Cell杂志上。

几年前，埃默里大学微生物学家David Weiss博士及其同事在寻找调节F. novicida毒力基因时发现了Cas9。 F. novicida是引起兔热病（tularemia）的细菌近亲，它能在哺乳动物细胞内生长。最新的研究阐明了为什么Cas9对毒力很重要。研究人员发现，在这种病原菌中，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。而对于其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，由于其长度较短，不能进行切割。

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在不同细菌中的一种广泛功能，”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靶标。”

此外，研究人员还重新设计Cas9，抑制一种新靶点，这种基因使细菌对last-line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，扩展了Cas9在基因组工程应用中令人难以置信的多功能性，”Ratner说。

原文标题：

Catalytically Active Cas9 Mediates Transcriptional Interference to Facilitate Bacterial Virulence