- 【成果推介】我校康文渊老师研究成果在国际权威期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表
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日期：2024-10-14 14:46:30
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近日，我校热带药用资源化学教育部重点实验室康文渊老师以题目为“Engineering Anti-CRISPR Proteins to Create Cas12a Protein Switches for Activatable Genome Editing and Viral Protease Detection” 的研究论文发表在国际权威期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》(中科院1区Top期刊，IF: 16.6)，康文渊老师为该文章第一作者，湖南大学聂舟教授，雷春阳副教授为该文章通讯作者。
CRISPR-Cas系统，作为一种革命性的生物技术工具，已在生命科学领域引起巨大的变革。其核心组件Cas蛋白能够通过与RNA分子结合来识别并切割特定的DNA序列，这种机制的高度可编程性让CRISPR-Cas系统在遗传操作、生物成像和分子诊断等领域展现出了前所未有的应用潜力。然而，尽管CRISPR-Cas系统具有巨大的潜力，但其应用过程中的一个重要挑战是脱靶效应，即Cas蛋白可能会错误地切割非目标DNA序列，这可能导致意外的基因突变或其他不良后果。为了解决这一问题，开发出可调控型CRISPR-Cas系统显得尤为重要。在自然界中，噬菌体与细菌之间的进化军备竞赛催生了一类特殊蛋白——抗CRISPR(Acr)蛋白。噬菌体为了逃避细菌的CRISPR-Cas免疫系统的攻击，进化出了能够抑制Cas蛋白活性的Acr蛋白。这些天然存在的蛋白质为我们提供了一种有效的工具，可以用来直接控制Cas蛋白的功能，为精确调控基因编辑活动提供了可能。
本研究提出了一种以计算化学为导向的策略，通过使用Acr蛋白来设计合成Cas蛋白开关(CasPSs)。这些CasPSs可以被特异性蛋白酶识别并激活，从而实现对CRISPR-Cas系统活性的控制。在哺乳动物细胞中的实验表明，这些设计的CasPSs能够在特定的蛋白酶存在下启动基因编辑;在病毒感染细胞检测实验中发现，CasPSs能够对病毒蛋白酶的活性进行灵敏检测，这展现了其在临床诊断和治疗中的潜力。这项工作为开发CRISPR-Cas工具和临床诊断提供了一个很有前途的策略。(参与完成该研究工作的高校包括：湖南大学，海南师范大学，北京大学)
计算化学为导向的CasPSs设计示意图