纽约(基因组网)- CRISPR的世界继续变得更加广阔。科学家们对宏基因组数据库进行了分析，以寻找类似CRISPR/Cas9系统和新发现的CRISPR/Cpf1系统的序列，他们发现了三种可能应用于基因组编辑的新蛋白质，其中一种可能会切割RNA。
新的蛋白质C2c1, C2c2和C2c3 -命名为“2类候选x”-与已知的用于人类基因组编辑的CRISPR系统有很远的关系。这些蛋白质的发现和表征证实了几种全新类型的CRISPR系统的存在。来自国家生物技术信息中心(NCBI)、麻省理工学院和罗格斯大学的研究人员今天在《美国科学vwin德赢ac米兰合作》杂志上发表了他们的研究结果分子细胞，描述了蛋白质独特而有趣的特征。
NCBI高级研究员尤金·库宁(Eugene Koonin)表示:“这项工作为发现具有不同特性的新型CRISPR/Cas系统提供了一条途径，这些特性在这里的直接实验中得到了证明。”“这个故事最引人注目的方面是进化如何实现了广泛的生物活动，我们可以利用这一壮举来开发新的基因组操作工具。”
上个月，由麻省理工学院和布罗德研究所的张锋领导的科学家，张锋也是这项新研究的高级作者，描述CRISPR / Cpf1这是一种新的单rna引导的CRISPR系统，可以编辑人类细胞中的DNA。它加入了CRISPR/Cas9，被称为迄今为止在微生物学中发现的所有已知CRISPR系统的第二类。
第2类CRISPR系统以一个大的CRISPR相关(Cas)蛋白为特征(第1类系统以几个小的Cas蛋白为特征)。科学家们通过在宏基因组数据库中寻找似乎包含单个大蛋白质以及Cas1 (Cas9和Cpf1所必需的蛋白质)基因的基因组位点，发现了这三种新的2类蛋白质。使用这些标准，他们发现了53个基因组位点，他们应用了C2c1, C2c2和C2c3标签。
C2c1蛋白在18种细菌中被发现杆菌，疣微菌门、α -变形菌门和δ -变形菌门。实验表明，C2c1像Cas9一样，可以被重新利用为双rna引导的DNA内切酶，在人类细胞中活跃。就像Cpf1一样，C2c1需要一个5'原间隔相邻基序，这将在基因组中胸腺嘧啶丰富的区域很好地工作。科学家们甚至能够将这两种RNA组合成一个单一的引导RNA，类似于CRISPR/Cas9基因组编辑应用中使用的引导RNA。
C2c3蛋白与C2c1蛋白是远亲，不能被划分到特定的分类群。C2c1和C2c3蛋白都含有类似于Cpf1的ruvc样核酸酶结构域。
然而，C2c2与所有其他2类蛋白完全不同，与Cas9、Cpf1或论文中描述的其他两种新蛋白没有序列相似性。研究人员在21种α -变形杆菌中发现了C2c2蛋白，杆菌，梭状芽胞杆菌，Fusobacteria,拟杆菌门．尽管研究人员预测C2c2与两个crrna有关，但他们只发现了一个。
对C2c2序列的进一步检查表明，它们含有更高的真核生物和原核生物核苷酸结合(HEPN)结构域，可以指示RNase或rna切割活性。“这只是一个预测，或者你甚至可以说是一个猜测，”Koonin告诉基因组网。“但到目前为止，所有这些被描述的[HEPN]结构域确实包含RNase活性。”有趣的是，C2c2包含两个该结构域的副本，而其他蛋白质通常只包含一个。“如果它被证明是HEPN家族中的第一个DNase，我也不会感到震惊，”他说。
虽然已知其他尚未用于基因组编辑的CRISPR系统可以靶向并切割RNA，但C2c2可能是第一个提供这种功能的2类CRISPR系统。
很快，科学家们就可以忙着发现、描述和评估CRISPR系统了。
“有多种方法可以修改搜索算法，”罗格斯大学教授、该研究的作者之一康斯坦丁·塞韦里诺夫(Konstantin Severinov)说。“因此，更多令人兴奋和独特的CRISPR/Cas机制应该很快就会出现。”