Cell最新報道：CRISPR新發現

許多細菌都能對抗病毒感染。它們有一個RNA介導的「免疫系統」，叫做CRISPR Cas。利用CRISPR的天然屬性（降解病毒RNA），科學家們幾乎能去除任何生物中的任何基因。

CRISPR系統中，最赫赫有名的無疑當屬CRISPR-Cas9。然而，共計19種不同類型的CRISPR Cas，每一種都可能具備獨特的遺傳工程優勢。它們是一個龐大的未開發的基因組編輯工具。我們越了解這些系統的構造，便越能更好的利用它們。

細菌CRISPR系統的核心部分是一個複雜的監控複合體，它能夠識別病毒DNA然後搗毀它們。

但病毒也會反擊。它們會利用一些anti-CRISPR蛋白使監控複合體喪失能力。

在此之前，沒有人知道病毒的anti-CRISPR蛋白是如何工作的。來自Scripps 研究所(TSRI)的Gabriel C. Lander團隊和蒙大拿州立大學的Blake Wiedenheft合作發表了一篇文章，第一次描述了anti-CRISPR蛋白的附著方式，揭示了它們攻佔細菌防禦系統的過程。

anti-CRISPR蛋白不僅能夠鎖定細菌識別、攻擊病毒基因組的能力，甚至還玩起了模仿秀，欺騙CRISPR，使其脫靶！

這些微小的精密系統的相互作用，簡直是一場進化軍備競賽，Lander說。

無聲的戰鬥

研究人員通過低溫電子顯微鏡（Eryo-EM）的高解析度成像技術，發現了CRISPR和anti-CRISPR系統中一些不為人知的現象。

首先研究人員看到了CRISPR監控複合體分析病毒遺傳物質弱點的方式。複合體內的蛋白質像手一樣，緊緊抓住圍繞在周圍的CRISPR RNA，並暴露出一些特別的細菌RNA區域，這些區域負責掃描病毒DNA，快速尋找它們能夠識別的基因序列。一旦CRISPR複合體鑒定出病毒DNA靶標，這個「監控機」立即開始招募其他負責搗毀病毒基因組的分子。

接下來研究人員開始分析病毒的anti-CRISPR蛋白質如何麻痹細菌監控複合體。他們發現，有一種類型的anti-CRISPR蛋白默默的附著在CRISPR RNA的暴露區域，以「身體」遮擋的方式阻止CRISPR系統對其掃描。

科學家們解釋道，這些anti-CRISPR蛋白異常聰明。因為它們竟然找到了CRISPR監控系統中最關鍵的部分。如果強行阻止anti-CRISPR蛋白的附著，整個CRISPR系統甚至有可能「翻車」。 除非改變DNA識別機制，否則細菌的CRISPR系統將無法阻止病毒的「聰明」防禦。

還有一種anti-CRISPR蛋白，對CRISPR使用了不同的計謀。通過分析它的位置和所帶的負電荷，研究人員認為這種anti-CRISPR蛋白能夠模仿DNA。愚弄CRISPR來與它們結合，吸引火力，解救病毒DNA。

一個完美的開關

研究人員相信，這些新的發現將提示我們構建更加複雜和高效的基因編輯工具。比如，在CRISPR系統中添加anti-CRISPR蛋白，以便隨時阻斷基因的降解。或者，通過調控anti-CRISPR蛋白的表達控制基因編輯的起始。