汤新景团队发展新型光敏感CRISPR-Cas9系统实现基因编辑的光调控

2020年7月28日，国际著名期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）在线发表了我室汤新景教授团队在光控CRISPR-Cas9系统基因编辑领域的最新研究成果，“Optical Control of CRISPRCas9 system for gene editing using photolabile crRNA”。

CRISPR/Cas9系统是广泛用于基因编辑的有力工具。为了使其更加精准地发挥作用，对CRISPR/Cas9基因编辑在时空分辨率层面进行调控一直是当前的研究热点。近年来，大多数工作都是围绕对Cas9蛋白的光敏感改造来实现对CRISPR/Cas9系统的光操控。基于gRNA修饰的光敏感CRISPR/Cas9系统的报道较少。最近报道的光敏感gRNA设计主要通过构建光可断裂的互补链抑制gRNA活性和在gRNA中插入多个光敏感核苷酸来抑制gRNA和目标DNA的结合。

汤新景教授团队设计了crRNA末端维生素E修饰的新型光敏感crRNA，构建了光敏感的CRISPR/Cas9系统，成功实现了对外源基因EGFP的表达和内源基因VEGFA的基因编辑的可控光调控。进一步机理研究证明光敏crRNA对基因编辑调控不是因为维生素的修饰抑制crRNA与Cas9蛋白的结合，而是抑制了维生素E修饰crRNA和Cas9蛋白复合物进一步与目标DNA的三元复合物的形成。同时，胆固醇对crRNA的5位末端修饰可得到类似的结果，表明这种新型的光敏感crRNA修饰策略具有通用性，为CRISPR-Cas9系统的时空调控提供了一种新手段。

本工作得到刘涛教授在EGFP的基因编辑实验中的大力支持。该研究获得天然药物及仿生药物国家重点实验室、科技部重大新药创制专项，国家自然科学基金委等资助。2018级直博生张瑜和2019级博士生凌鑫宇为该论文的共同第一作者，汤新景教授为该论文的通讯作者。

原文链接： https://doi.org/10.1002/anie.202009890

【作者简介】

汤新景，博士，北京大学教授，博士生导师，天然药物及仿生药物国家重点实验室PI。长期从事核酸化学生物学、核酸药物精准修饰和以核酸为靶头的新型肿瘤诊疗纳米探针的研究。以通讯作者或第一作者在Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Nucleic Acids Res., Anal. Chem. 等国际重要学术刊物上发表论文近80篇。2010 年入选教育部新世纪人才支持计划；2014年获得国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”。曾获中国药学会施维雅青年药物化学奖（2013）和中国药学会以岭生物医药青年奖（2017）。

（编辑：宋书香）