冷冻电镜揭示III型CRISPR系统cOA合成选择性

CRISPR/Cas系统是现代生物科学领域的一项革命性技术，其应用已经扩展到医学、农业、生态保护等多个领域，相关成果和应用实例不断涌现。CRISPR那些事儿设置一周时讯栏目，为您带来关于CRISPR的最新研究和行业新闻，以下是过去一周时讯的简单总结：

一、研究资讯

（一）CRISPR 筛选

1、文章题目：Genome-wide CRISPR-Cas9 screening identifies ITGA8 responsible for abivertinib sensitivity in lung adenocarcinoma

期刊：acta pharmacologica sinica （IF：6.9）

表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（表皮生长因子受体-TKIs）的开发改善了某些表皮生长因子受体突变肺癌患者的预后。然而，EGFR-TKIs 的获得性耐药性给治疗带来了巨大挑战。通过对肺腺癌细胞进行全基因组CRISPR-Cas9筛选，天津医科大学总医院的研究人员发现整合素亚基α8（ITGA8）是导致阿比韦替尼敏感性的一个关键基因。经过筛选鉴定，研究小组证明ITGA8可抑制肺腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移，提高对表皮生长因子受体-TKIs的敏感性，改善疗效，并延缓H1975细胞异种移植小鼠模型获得性耐药的进展。

2、文章题目：SCARB1 links cholesterol metabolism-mediated ferroptosis inhibition to radioresistance in tumor cells

期刊：Journal of Advanced Research（IF：11.4）

一项最新研究揭示了清道夫受体B1（SCARB1）在肿瘤细胞中的重要作用，为癌症治疗提供了新的思路。研究发现，SCARB1通过调节胆固醇代谢和辅酶Q10（CoQ10）的上调，显著抑制了铁死亡（ferroptosis），这是一种依赖铁的细胞死亡形式。这种抑制作用不仅增强了肿瘤细胞对铁死亡诱导剂的耐受性，还促进了放疗抵抗。然而，SCARB1在肿瘤生长、迁移和侵袭中也表现出抑制作用，这可能与铁死亡无关。此外，研究还发现，联合使用铁死亡诱导剂可以克服高SCARB1表达肿瘤细胞的放疗抵抗。这一发现为癌症治疗提供了新的策略，即通过靶向脂质代谢来克服放疗抵抗，同时也为铁死亡在肿瘤治疗中的应用奠定了理论基础。

（二）CRISPR检测

1、文章题目：Programmable DNA Nanoswitch-Regulated Plasmonic CRISPR/Cas12a-Gold Nanostars Reporter Platform for Nucleic Acid and Non-Nucleic Acid Biomarker Analysis Assisted by a Spatial Confinement Effect

期刊：Nano Letters（IF：9.6）

为解决基于CRISPR的多重生物标志物检测中常见的问题，如需要多个crRNA和灵敏度不足，青岛科技大学的研究人员开发了一种新型的检测平台。该平台利用可编程的DNA纳米开关（NS）调节等离子体CRISPR/Cas12a-金纳米星（Au NST），通过空间限制效应实现对核酸和非核酸生物标志物的检测。通过在NS中设置靶标识别序列，研究人员仅用一个crRNA就能同时检测核酸和非核酸生物标志物。这种方法显著提高了检测灵敏度，miRNA-375和前列腺特异性抗原的检测限分别降低了196倍和122倍。此外，该平台还能在临床尿液样本中检测到这些生物标志物，从而有效鉴别前列腺癌患者和非前列腺癌患者。

2、文章题目：Amplification-free detection of Mycobacterium tuberculosis using CRISPR-Cas12a and graphene field-effect transistors

期刊：Nanoscale（IF：5.8）

复旦大学的研究人员近期开发出一种基于CRISPR-Cas系统的石墨烯场效应晶体管（GFET），用于检测结核分枝杆菌。该研究团队利用CRISPR-Cas12a能够特异性识别并切割靶DNA的特性，将其与FET平台集成。凭借其出色的电信号放大功能，该检测方法无需对样品进行预扩增，就能实现快速且灵敏的检测，检测限低至2.42×10⁻¹⁸ M。实验结果表明，Cas12a-GFET装置能在5分钟内从56份血清样本中准确区分出30个阳性病例，其在未来的生物分析和临床诊断领域展现出巨大潜力。

3、文章题目：Multiplex Digital Nucleic Acid Analysis by a LAMP-Argonaute Coupling Assay via a Parallel Droplet Fusion SlipChip

期刊：Analytical Chemistry（IF：6.7）

上海交通大学的研究团队开发了一种多重数字核酸检测方法，利用SlipChip的并行液滴融合技术，将核酸扩增与Argonaute蛋白（Ago）的特异性检测相结合。该技术通过生成一系列液滴进行多重数字环介导等温扩增（LAMP），随后生成含有Ago试剂的液滴进行平行混合和反应，产生与每个特定目标序列对应的三种不同数字荧光信号（FAM、ROX和Cy5）。研究团队成功在60分钟内完成了对甲型流感、乙型流感和SARS-CoV-2等呼吸道病毒的病毒载量分析，并将其应用于34份临床样本的检测。

（三）其他CRISPR相关研究

1、文章题目：Virus-free CRISPR knock-in of a chimeric antigen receptor into KLRC1 generates potent GD2-specific natural killer cells

期刊：Molecular Therapy（IF：12.1）

自然杀伤（NK）细胞作为一种现成的异体细胞疗法，因其强大的细胞毒性特征而备受关注。然而，NK细胞对实体瘤的活性尚未达到最佳水平，部分原因是肿瘤微环境中NK细胞抑制配体（如HLA-E）的上调。针对这一问题，美国多家研究机构的研究人员开展了相关研究。他们从人类外周血中分离出NK细胞，利用无病毒CRISPR-Cas9介导的方式将嵌合抗原受体敲入KLRC1基因（该基因编码与HLA-E结合的NKG2A受体），从而产生强效的GD2特异性NK细胞。研究人员报告称，通过CRISPR-Cas9核糖核蛋白复合物进行基因组编辑，能够高效破坏KLRC1基因的基因组，基因敲除效率高达98%，特异性敲入GD2 CAR转基因的效率高达23%，且多种测序方法显示脱靶活性极低。

2、文章题目：Characterization of the role of spatial proximity of DNA double-strand breaks in the formation of CRISPR-Cas9-induced large structural variations

期刊：Genome research（IF：6.2）

结构变异（SV）在遗传多样性、进化以及致癌过程中扮演着关键角色，对人类健康有着深远影响。然而，目前尚不清楚双链断裂（DSB）的空间邻近性如何影响结构变异（SV）的形成。为了探究两个DSB之间的空间邻近性是否会影响DNA修复，丹麦研究人员利用Hi-C、ChIA-PET和ChIP-seq等3C实验数据，确定了六个不同染色体上高度相互作用的位点。他们通过CRISPR-Cas9核酸酶和一对针对这些靶点的单导RNA（sgRNA），在K562细胞和H9人类胚胎干细胞（hESC）中诱导DSB的产生。研究结果表明，DSB之间的空间邻近性是CRISPR-Cas9在K562细胞中诱导的大规模缺失和倒位频率的重要预测因素。这一发现对于理解人类基因组中的结构变异（SV）以及CRISPR-Cas9在基因编辑和罕见SV建模中的未来应用具有重要意义。

3、文章题目：Mechanistic determinants and dynamics of cA6 synthesis in type III CRISPR-Cas effector complexes

期刊：Nucleic Acids Research（IF：16.7）

III型CRISPR和CRISPR相关（Cas）系统（III型CRISPR-Cas系统）通过引导RNA识别外来遗传元件的RNA转录本，从而触发III型效应器复合物中的Cas10亚基生成环状寡腺苷酸（cOA）第二信使。瑞士研究人员在《核酸研究》（Nucleic Acids Research）杂志上发表的文章中，报告了他们对III型CRISPR-Cas系统中cOA合成动态的新见解，并揭示了第二信使产物选择性的关键决定因素，这为其工程化提供了潜在的新途径。

二、行业新闻

1、Orna Therapeutics 和上海 Simnova 生物技术股份有限公司近期宣布扩大战略合作，将 BCMA（B 细胞成熟抗原）作为基于 RNA 的疗法开发的指定生物靶点。据报道他们此次合作利用 Orna 开创性的环状 RNA （oRNA®） 技术和 Simnova 在细胞治疗方面的专业知识，为全球患者提供变革性的治疗。

2、CRISPR 许可公司 ERS Genomics 近期宣布推出快速许可平台，为小型研究企业和初创公司提供经济实惠、快速获取世界上最大的基础和基本 CRISPR/Cas9 专利组合的机会。Express License 专为员工人数少于 15 人、资金少于 1 千万美元的公司设计，以便将 CRISPR/Cas9 技术用于内部研究。这种非排他性许可使从事基因编辑、筛选和基因组学研究的小型机构更容易获得和负担得起这项技术。

3、最近，Therapeutics 公司宣布完成超过 1.75 亿美元的融资，领投方包括 New Enterprise Associates、Yosemite、Regeneron Ventures 和 Hevolution Foundation。据报道，这笔资金将有助于加快该公司现有产品线的开发，该产品线目前以治疗慢性乙型肝炎（HBV）的临床阶段表观遗传沉默剂 TUNE-401 为首。这笔资金还将用于支持 Tune 公司正在进行的其他基因、细胞和再生疗法项目的开发，并推进公司更广泛的使命，即利用表观遗传疗法的力量和多功能性来治疗常见病和慢性病。

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