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撰文 | nagashi
当你可以用一把瑞士军刀获得更多的功能时 ， 又何必执着于优化一把稍显笨重的剪刀呢？
2021年9月3日 ， 斯坦福大学亓磊团队在 Cell 子刊 Molecular Cell 上发表了一篇题为：Engineered miniature CRISPR-Cas system for mammalian genome regulation and editing的研究论文 。
研究团队重编程设计了一款全新的迷你CRISPR系统——CasMINI ， 它就像“瑞士军刀”一般 ， 小巧玲珑却又功能众多 ， 更容易传递到哺乳动物细胞中 ， 因此可以更好地应用于CRISPR基因编辑的临床治疗 。

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CRISPR基因编辑技术自问世以来 ， 就表现出其他基因编辑技术无可比拟的优势 ， 并深刻改变了基因编辑领域乃至整个生命科学的研究模式 。然而 ， 现有的CRISPR系统的效应蛋白往往具有较大的分子量 ， 它们巨大的体积限制了向细胞内的输送 ， 从而阻碍了临床应用 。
例如 ， 腺相关病毒（AAV）作为一种广泛应用于体内递送的载体 ， 其有效载荷的包装能力有限（该研究的通讯作者、斯坦福大学助理教授亓磊表示：“就目前的情况来看 ， 只有不到1%的CRISPR基因编辑技术能够在人类细胞中发挥作用 ， 因为它们太大而不适合 。如今 ， 我们新开发的迷你CRISPR系统——CasMINI可以帮助构建更好地杀死肿瘤的淋巴细胞、重组干细胞 ， 或者治疗更多眼睛、肌肉或肝脏的遗传疾病 。”

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本研究的模式图
在这项研究中 ， 研究团队通过测序分析 ， 找到了一种分子量大小不到目前使用的CRISPR系统（例如Cas9或Cas12a）一半的新型Cas效应蛋白——V-F Cas12f（Cas14） 。亓磊等人认为Cas12f可能是满足AAV递送的最优解 。
然而 ， 之前的研究表明Cas12f在哺乳动物细胞中的基因编辑效率并不高 。因此 ， 研究团队通过sgRNA设计和蛋白质工程对Cas12f进行了优化和修补 ， 并以之为蓝本构建出一个高效的微型Cas系统——CasMINI 。

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研究团队对Cas12f进行了优化和修补 ， 设计出CasMINI
进一步的研究显示 ， CasMINI系统在基因激活方面具有与Cas12a相当的活性 ， 且具有高度特异性 。
亓磊表示：“如果之前有人认为Cas9是分子剪刀 ， 那么我们在这里创造了一款具有多种功能的瑞士军刀 。它并不像Cas9或Cas12a那么庞大 ， 而是一个微型的、高度便携且易于使用的新工具！”

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CasMINI在基因激活方面具有与Cas12a相当的活性
十分有意义的是 ， 这是第一个通过蛋白质工程将无法在哺乳动物细胞中工作的CRISPR转变为可工作的CRISPR的研究 。此外 ， 研究人员还表示 ， 与Cas9的1368个氨基酸相比 ， CasMINI仅有529个氨基酸 ， 可以更好地适合于多种可用的传递系统 ， 如AAV包装、脂质纳米颗粒或其他RNA递送方式 。
【让CRISPR从基因魔剪变身瑞士军刀！新型迷你CRISPR，更小更高效】