能使基因編輯失效的「開關」：防止研究失控的最後防線

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抗CRISPR蛋白不僅能提高基因編輯過程的精確度，防止研究失控，若它落入壞人手中，還能被當成最後的安全防線。

近年來，科學家和普通民眾都對基因編輯技術愈發重視，一些人擔心它可能會引發意想不到的後果，甚至被用來製造生物武器。

據國外媒體報道，近年來，科學家和普通民眾都對基因編輯技術愈發重視，一些人擔心它可能會引發意想不到的後果，甚至被用來製造生物武器。近日，加州大學舊金山分校的研究人員發現了一組能夠使基因編輯工具CRISPR-Cas9系統失效的蛋白質，或許能避免上述後果的發生。

CRISPR-Cas9系統用途多種多樣。人們希望能用它來治療基因疾病。它的基礎是一種名叫SpyCas9的蛋白質，可以將目標DNA「剪切」下來。為了找到將其「關閉」的「開關」，研究人員對CRISPR-Cas9系統的研發過程展開了分析。

「正如CRISPR技術從細菌天生的抗病毒系統發展而來一樣，我們也能對病毒用來對抗CRISPR系統的蛋白質加以利用。」加州大學舊金山分校微生物學與免疫學院的約瑟夫·邦迪·德諾米實驗室的博士後研究員本傑明·勞奇指出。

研究人員試圖在該系統中找到「自我靶向」的證據——一些病毒會悄悄越過Cas9蛋白設置的屏障，將自己的基因插入細菌基因組中。研究人員提出假設稱，這些病毒一定開發出了某種『CRISPR系統抑制劑』。否則，Cas9蛋白為了殺死病毒，便會將探測到入侵者的基因組整個切除。

「Cas9蛋白並不聰明。」約瑟夫·邦迪·德諾米說道。「如果程序要求它這麼做的話，它們就會毫不猶豫地把自己的DNA切掉。因此，我們希望能找到這樣的基因鏈。既然這些細胞沒有自我毀滅，就說明整個CRISPR系統沒有被激活。」

研究人員分析了近300條李斯特菌基因鏈，結果發現約3%的基因鏈中存在這一現象。而在進一步調查之後，他們發現了四種截然不同的抗CRISPR蛋白，能夠阻斷李斯特菌中Cas9蛋白的活動這與SpyCas9，蛋白十分類似。

研究人員在另外一系列實驗中發現，四種抗CRISPR蛋白中的兩種（分別名為AcrIIA2和AcrIIA4）在其它細菌中、以及在被編輯過的人類細胞中，能夠將目標瞄準特定基因，從而使SpyCas9蛋白失效，實驗結果說明這些蛋白質能夠「有效抑制」得到了廣泛運用的CRISPR-Cas9基因編輯系統。「我們接下來要證明，這些抑制劑能夠真正提高編輯人體細胞基因時的精確度。我們還希望弄明白，這些抑制劑蛋白究竟是如何使Cas9蛋白的基因靶向能力失效的，並在其它細菌中繼續尋找其它更有效的CRISPR系統抑制劑。」研究人員稱，找到SpyCas9蛋白的「關閉開關」能夠大大提高CRISPR技術的安全性和精確度，避免對目標之外的基因進行錯誤修改。該系統在目標細胞中生效的時間越長，就越可能出現這樣的後果。

該發現還能在科學家使用「CRISPR干擾」（CRISPR interference）和CRISPR激活（CRISPR activation）等新技術時提供很大幫助。研究人員指出，他們能夠暫時地加快或阻斷細胞活動，甚至使基因組中相互聯結的基因同時變得活躍起來。而這反過來則能推動多基因疾病的研究和治療。此外，這些抑制劑還能被當成一道安全防線。若該技術被用在了實驗室之外的地方，它們便可以迅速切斷工作進程。「CRISPR如此強大，很可能被用來從事危險的研究，因此研究人員和廣大公眾對它的擔心是很有道理的。而在CRISPR技術被用於惡意研究、或失去了控制時，這些抑制劑為我們提供了一條切斷研究進程的途徑，使這種技術變得更加安全，能夠更好地為人們提供幫助。」

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