张锋发表综述详细介绍第二类crispr

　　近期张锋教授也与另外两位学者在cell杂志上发表了题为“snapshot: class 2 crispr-cas systems”的特写文章，介绍了新一代crispr基因组编辑系统：class 2 crispr-cas systems。

　　2015年，张锋及其同事们就报告称发现了一种不同的crispr系统，具有潜力实现更简单、更精确的基因组工程操作。这个新系统是通过在不同类型的细菌中搜寻了成百上千种的crispr系统，寻找具有有用特性的酶，结果来自氨基酸球菌属（acidaminococcus）和毛螺菌科（lachnospiraceae）的cpf1酶成为新的候选物。

　　这一新发现的cpf1系统有几个重要的方面不同于以往描述的cas9，在生物通最先报道的张锋cell：新一代crispr基因组编辑系统这篇文章中就提到：cpf1系统更简单一些，它只需要一条rna。cpf1酶也比标准spcas9要小，使得它更易于传送至细胞和组织内；cpf1以一种不同于cas9的方式切割dna。当cas9复合物切割dna时，它切割的是同一位点的两条链，留下的“平端”（blunt ends）在重新连接时往往会发生突变。采用cpf1复合物生成的两条链切口是偏移的，在裸露端留下了短悬端（overhang）。这预计有助于精确插入，使得研究人员能够更有效及精确地整合一段dna；cpf1切口远离识别位点，这意味着即便在切割位点靶基因突变，仍然可以进行再度切割，提供了多次机会来校正编辑；cpf1系统为选择靶位点提供了新的灵活性。像cas9一样，cpf1复合物必须首选附着pam,短序列，选择的靶点靠近自然存在的pam序列。cpf1系统识别的pam序列与cas9截然不同。这在靶向某些基因组如疟原虫及人类基因组时可能是个优势。

　　文章指出，第二类crispr-cas系统基于不同的效应蛋白家族，可以分为3种类型和9种亚型，其中譬如cas9和cas12a（cpf1）已成功地用于基因组工程。在此前的研究中，张锋研究组也采用了一种新生物信息学方法来发现暂时被命名为c2c1、c2c2和c2c3的新蛋白，他们开发出一系列的计算方法来搜索nih基因组数据库，鉴别新的crispr-cas系统（详细见：cell：第二代基因编辑神器诞生，crispr/cpf1让一切皆有可能！）。

　　除此之外，张锋研究组也提出了一些新的尝试，如他们构建出了32个具有单个点突变的cas9突变体，借助于已验证易错配的向导rna将它们靶向emx1基因。张锋将这些特异性增强型cas9蛋白称作为“espcas9变体”。测试大量的向导rnas与具单个点突变的espcas9和具三个点突变的espcas9，他们发现两种espcas9能够以相似的效率编辑靶位点。

　　张锋课题组还开发了一些基于功能获得性crispr的筛查方法。利用这一基于crispr的新工具来激活sam基因，他的研究小组证实这一工具可以激活采用旧方法难于开启的12种不同的基因。“有许多基因采用旧系统无法激活，这一新系统能够激活转录达100倍或1000倍，”

　　去年年底，张锋研究组发现cpf1能够加工自己的crispr rna (crrna)。而且cpf1介导的pre-crrna加工是独立于dna剪切的。这种能力可以用来简化多重基因组编辑。他们在此基础上设计crispr阵列，用一个载体同时在哺乳动物细胞编辑了四个基因，在小鼠大脑编辑了三个基因。这是在crispr–cpf1的基础上打造了一个多重化基因编辑系统。