Jennifer Doudna 等发现新 CRISPR-Cas 系统，已提交临时专利申请
本文经授权转载自微信公众号“BioArt”（ID: BioGossip）
北京时间12月23日凌晨，Nature 杂志在线刊发了来自加州大学伯克利分校 Jennifer A. Doudna 和 Jillian F. Banfield 合作的题为“New CRISPR–Cas systems from uncultivated microbes”的重磅研究成果，研究表明她们开发了一种新型的 CRISPR-Cas 基因编辑系统，命名为 CRISPR–CasX 和 CRISPR–CasY。值得注意的是该篇文章从投稿到online不到两个月的时间，而且 Nature 特别标明是“加快评审文章”（Accelerated Article Preview）。加州大学就这个新的发现已经向美国专利商标局提交了临时专利申请。（注：提交临时专利申请不等于申请专利，仅可为在一年内提交“正规”申请抢占一个申请日，自其申请日起算届满十二个月后，依规定视为放弃并予以公开。详情请见： https://www.uspto.gov/patents-getting-started/patent-basics/types-patent-applications/provisional-application-patent）
一般来说，按照惯例 Nature 杂志都是在北京时间周四凌晨在线出版新的一期文章，而这篇重量级的新型 CRISPR-Cas 系统文章在北京时间周五凌晨在线发表，自然意义非同寻常，值得注意的是 PDF 格式的论文都不是最终排版好的版本，诸多媒体在论文上线的一瞬间都发布了新闻稿（见下图）。
看媒体这架势，新基因编辑系统确实非同寻常，不过到真正应用于基因编辑尚需时日。
目前的 CRISPR-Cas 基因编辑技术完全是基于可培养的细菌，而目前自然中还有着非常多的“不可培养的细菌”（uncultivated microbes，自然界中有很多细菌在正常的实验条件下不能生长产生菌落的状态，而且这种不可培养状态是普遍存在的，这一概念由马里兰大学微生物学家 Colwell 在1982年提出，见下图）
Jennifer A. Doudna 和 Jillian F. Banfield 的这篇文章主要研究了地下水、底下沉积物、酸性矿山废水、土壤和婴儿肠道等其它环境中的微生物，运用宏基因组学的手段从“不可培养的细菌”中找到了能够进行基因编辑的新系统 CRISPR–CasX 和 CRISPR–CasY（见下图）。
了解一点 CRISPR-Cas9 系统的研究人员应该知道，目前实验室常用的 Cas9的质粒来源于嗜热链球菌，这种细菌主要应用于酸奶的制作，是一种原核微生物。然而这项新的研究中，研究人员主要是从一类纳古菌门（nanoarchaea）的古菌中分离到的 CasX 和 CasY，对微生物背景知识了解一些的应该知道古菌在某些特性上更接近真核生物，尽管从分类上古菌是独立于细菌和真核生物的。这项研究也打破了过去一段时间内学术界主要认为这类编辑系统主要存在于细菌中的认识。（This findings expand the occurrence of Cas9-containing CRISPR systems to another domain of life）
应该来说，这项研究大大拓展人们对 CRISPR-Cas 系统的认识，特充分表明了微生物是个大宝库，或许未来还可以在系列微生物中找到更多的基因编辑系统。
在 TheScienctist 杂志的相关报道中，北卡罗莱州立大学 Rodolphe Barrangou 说道，“在宏基因组的暗物质里面掘金简直太酷了，大自然的事物远比人们想象的多得多。”
在过去的十年里，Jillian F. Banfield 和她的同事们从不同的地方收集了大量的微生物，提取这些微生物的 DNA 并重构基因组。这些基因组的分析设计 Terabase级别的数据分析，正式这些前期的系统性的研究奠定了今日她和 Jennifer A. Doudna 合作的这篇重量文章的研究基础。
新发现的 CRISPR-CasY 系统来源于一种加州 Crystal Geyser 的深层水中，图片引自 UCB新闻网
Jillian F. Banfield 在科罗拉多采集数据，她采集到的细菌被发现含有CRISPR-CasX系统，图片引自 UCB 新闻网
今年4月份，Jillian F. Banfield 的一项研究为找到新的 CRISPR-Cas 系统奠定了良好的基础
Jennifer Doudna
到目前为止，已知报道能切割核酸的 Cas II 型系统蛋白成员有 Cas9、Cpf1、C2c1（切割 DNA），C2c2（切割 RNA），C2c3（可能切割 DNA）。有关 CRISPR–CasX 和 CRISPR–CasY 系统是否能真正变成有效的基因编辑工作，尚待进一步研究，Doudna 和她的同事们目前正在紧张的开展此项研究工作。
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