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▎药明康德内容团队编纂

本日，顶尖学术期刊《天然》同时上线两篇论文，具体先容了一款全新的CRISPR系统：CRISPR-Cas12a2。两篇论文的共同通信作者、犹他州立大学的RyanN.Jackson教授指出，此次新发现的核酸酶Cas12a2非常特殊，不仅与已知的Cas12a不同，“我们看到的结构和功能与迄今在其他CRISPR系统中看到的都不一样”。

作为细菌防备病毒感染的“免疫系统”，CRISPR-Cas系统能识别并精准切割特定核苷酸序列，以便抵抗外来基因。但研究职员发现，Cas12a2施展的防御机制与此不同。识别出目标RNA（来自潜伏危险病毒的特定序列）后，激活的核酸酶不仅会将其裂解，Cas12a2还会破坏细胞内其他RNA和DNA，让细胞生长停滞。

从细菌防备感染的角度来说，这种“自我了断”的方式可以限制病毒感染进一步扩散。论文第一作者OlegDmytrenko博士指出，尽管这种中止感染的防备策略不是第一次在细菌中发现，但细菌使用一种核酸酶就可以识别入侵者并降解细胞的DNA和RNA，是首次发现。

▲Cas12a2在细菌中的防御机制示意图（图片来源：参考资料[1]）

两篇研究论文还对Cas12a2的结构和工作机制进行了拆解。研究职员利用高分辨率的低温冷冻电镜（cryo-EM）技术，捕捉了Cas12a2与核酸分子结合时的复合物结构。可以看到，Cas12a2就像一把多用途“基因魔剪”，在RNA引导下，有序切开单链RNA、单链DNA和双链DNA。

他们发现，Cas12a2先是在PFS序列的激活下识别与引导RNA互补的目标RNA，在与目标RNA结合后会发生明显的构象变化，就像打开一把弹簧刀一样打开一个活性部位，无差别切割遗传物质。