近日，南方醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院教授榮知立團隊通過空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和AI結(jié)構(gòu)預測，顯著提升了小型CRISPR-Cas12f系統(tǒng)的基因編輯效率，為精準高效的基因治療提供了新的技術(shù)手段。相關(guān)成果發(fā)表于《自然-通訊》（

　　CRISPR-Cas系統(tǒng)作為一種基因編輯工具，因其高效性和精準性，在醫(yī)學研究和疾病治療中具有重要價值和巨大潛力。然而，傳統(tǒng)CRISPR-Cas系統(tǒng)（如SpCas9和LbCas12a）體積較大，限制了其在腺相關(guān)病毒等載體中的包裝效率，進而影響了其體內(nèi)應用潛力。因此，開發(fā)體積更小、效率更高且特異性更強的基因編輯工具，已成為基因治療領域亟待解決的科學問題，也是推動基因治療技術(shù)走向臨床應用的關(guān)鍵所在。Cas12f蛋白因體積小、遞送效率高而備受關(guān)注，但其較低的編輯效率限制了其應用場景。

　　為了突破小型CRISPR-Cas12f基因編輯工具的局限性，研究團隊采用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略，對Un1Cas12f1變體CasMINI進行了創(chuàng)新性改造。通過在其N端引入α螺旋結(jié)構(gòu)，提升CasMINI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并成功構(gòu)建了新型的hpCasMINI系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅在原有529個氨基酸的基礎上增加了25個氨基酸，卻實現(xiàn)了基因編輯能力的顯著提升。

　　實驗表明，hpCasMINI在哺乳動物細胞中的基因激活效率比CasMINI提高了1.4至3.0倍，DNA切割活性提高了1.1至19.5倍，同時保PG電子持了極高的特異性，并在體內(nèi)小鼠實驗中得到了充分驗證。與常用的SpCas9和LbCas12a相比，hpCasMINI在基因激活方面表現(xiàn)出色，盡管在部分位點的切割效率上仍有提升空間，但其特異性優(yōu)勢尤為顯著。

　　此外，研究團隊結(jié)合AlphaFold結(jié)構(gòu)預測技術(shù)，開發(fā)了其他迷你化的CRISPR-Cas12f系統(tǒng)，如hpOsCas12f1和hpAsCas12f1。這些系統(tǒng)同樣展現(xiàn)出更高的DNA切割活性和基因激活能力，進一步拓展了迷你化CRISPR系統(tǒng)的應用潛力，為基因編輯技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路和工具。