最近關(guān)于NgAgo的討論激發(fā)了大家對于基因編輯技術(shù)的熱情，這里簡單介紹一下相關(guān)技術(shù)，不專業(yè)之處請方家指正。

CRISPR-Cas9技術(shù)自誕生以來，及大地便利了基因的改造和編輯，在各個實驗室得到了非常廣泛的應(yīng)用。不過在其便利之后，CRISPR也有著固有的缺陷。它在尋找基因組特定位點并進行切割上表現(xiàn)非常理想，也適用于從細菌到哺乳動物細胞等不同的生物。但它存在兩點非常重要的缺陷，一是需要在結(jié)合位點附近存在PAM序列，在進行實際應(yīng)用時不可避免地帶來一些限制；二是需要額外的引導(dǎo)RNA，而RNA本身并不穩(wěn)定。

今年年初韓春雨老師對于NgAgo的發(fā)現(xiàn)是一個重要的進展，從研究者的熱情中也可以看出現(xiàn)有CRISPR體系的不盡如人意。NgAgo僅僅是可能的基因編輯工具之一，讓我們回顧下還有哪些新的技術(shù)：

更小的CRISPR

CRISPR-Cas9的一個潛在應(yīng)用是用于重寫患者體內(nèi)的疾病基因。不過目前的基因療法中采用的腺病毒載體只能搭載有限長度的片段（(~4.5kb）。目前主流使用的來自釀膿鏈球菌的Cas9酶（~4.2kb）加上RNA片段對于這些病毒來講太大了，沒法打包進去。一個解決方案是尋找更小的能夠打包進去的Cas9酶。MIT的張峰還真在金黃葡萄球菌（臭名昭著的耐藥菌）中找到了一個這樣的酶[2]。去年12月，兩個組成功地利用mini-Cas9糾正了老鼠中假肥大型肌營養(yǎng)不良癥的相關(guān)基因。

更多選項

Cas9僅僅是一種能夠操作DNA的酶，人們也在從不同物種，尋找具有不同序列特異性的蛋白。一個備選是Cpf1，它比Cas9小，而且特異性很高。不過從本質(zhì)上講Cpf1和Cas9沒有什么太大區(qū)別，都是RNA誘導(dǎo)的DNA內(nèi)切酶（RNA-guided endonuclease），主要的區(qū)別在于Cpf1不需要tracrRNA，而CRISPR需要crRNA以及tracrRNA（或者一條sgRNA）。另外Cpf1切割后產(chǎn)生黏性末端，而不像Cas9，產(chǎn)生平末端。另外一個備選的酶C2c2，它的靶標是RNA而不是DNA，是細菌抵御RNA噬菌體的武器（比如MS2噬菌體）�？梢杂脕韺�RNA進行研究或者治療RNA病毒帶來的疾病。

基因編輯

很多組利用CRISPR技術(shù)來敲除基因中特定片段，從而使該基因失活。很多時候人們管這個叫“基因編輯”。不過說實話，假設(shè)基因組是一本書的話，燒掉書中的一頁并不能叫做“編輯”了這本書。

當(dāng)很多人試圖利用Cas9進行基因編輯的時候，Cas9會在DNA上形成一個斷口，這個斷口一般會被修復(fù)通路直接連接起來（error-prone），這樣就造成了敲除的效果。但如果想重寫相應(yīng)的基因片段，就不太方便了，因為這通常依賴需要模板的修復(fù)通路（比如Homologousrecombination），在生物體中發(fā)生的頻率并不高。

今年4月的一個工作帶來了一些進展[3]。在該工作中，作者使用了一種改造的Cas9，可以結(jié)合到DNA上，但不能切割。這個酶上連接了一個胞苷脫氨基酶（Cytidinedeaminase），可以在Cas9結(jié)合DNA，打開雙鏈后，將鄰近基因序列中的C改成U，從而使得對應(yīng)位置的堿基信息，由G-C，變成A-T。

不過可以想象，由于Cas9和Cytidine deaminase之間的linker是有彈性的，所以該方法不能對堿基進行精確的編輯。換句話說，只能把基因之書某個位置的前后幾句話改寫（你也不知道是幾句）。

Argonaute家族

這就包括韓老師之前提出的NgAgo。這些蛋白的好處是不需要位點附近有PAM序列，也不需要sgRNA。不過原來大家認為它們的工作條件比較特殊（畢竟來自嗜熱菌和嗜鹽菌），不知道能不能找到合適的。目前關(guān)于NgAgo還沒有定論，也不排除該家族有其他合適的備選。

其他

還有很多體系，大家用了很多年，進展也不大。比如丘奇（Church）的實驗室，原來想找基因編輯的酶，就沒找到CRISPR，反而找到一個叫lambda Red的東西。也能進行DNA操作，不需要sgRNA，只不過只能在細菌中用。。目前張峰和丘奇也在嘗試其他不同的選擇，包括整合酶以及重組酶。用這兩個酶比較多的，其實是MIT的Timothy Lu。