CRISPR是規(guī)律成簇的間隔短回文重復（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）的縮寫。CRISPR與內切酶Cas9是一對好基友，細菌依靠它們組成的防御系統(tǒng)對抗外來侵略者。CRISPR-Cas9能夠在引導RNA的指引下，靶標并切割入侵者的遺傳物質。2012年研究者們利用這一特點，將CRISPR系統(tǒng)發(fā)展成了強大的基因組編輯工具。該系統(tǒng)使用簡單而且擴展性強，很快便成為了生物學領域最耀眼的明星。

2015年人們發(fā)現(xiàn)，CRISPR還有一個好朋友——Cpf1。CRISPR-Cpf1也能在crRNA的引導下在人類細胞中剪切目標DNA，被稱為是新一代的CRISPR基因組編輯系統(tǒng)。不過人們對這個系統(tǒng)的作用機制還知之甚少。

中科院生物物理所和紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的研究人員對此進行了深入研究。他們在七月二十二日的Cell Research雜志上發(fā)表文章，揭示了CRISPR-Cpf1識別目標DNA的獨特機制。文章的通訊作者是中科院生物物理所的高璞（Pu Gao）研究員和紀念斯隆-凱特琳癌癥中心的Dinshaw J Patel。

在CRISPR-Cas9系統(tǒng)中，預先形成的A型RNA種子序列和蛋白質PAM互作裂口（cleft）是Cas9形成DNA識別結構所必需的。那么，CRISPR-Cpf1系統(tǒng)是否采用類似的機制識別目標DNA呢？為此，研究人員解析了氨基酸球菌屬Cpf1（AsCpf1）與crRNA和目標DNA形成復合體時的晶體結構。

今年四月，哈爾濱工業(yè)大學黃志偉教授的課題組發(fā)布了毛螺旋菌Cpf1（LbCpf1）與crRNA形成復合物時的晶體結構?，F(xiàn)在，高璞研究員及其同事仔細比較了AsCpf1-crRNA-DNA復合物與LbCpf1-crRNA復合物的結構，鑒定了Cpf1識別目標的一個獨特機制。

研究人員發(fā)現(xiàn)，Cpf1-cRNA二元復合體中的種子序列是無序的，但三元復合體中的種子序列是有序的。此外，在Cpf1結合目標DNA的時候，PAM互作裂口（cleft）會經歷一個“從開到關”的構象改變。這種構象變化誘導Cpf1發(fā)生內部結構改變，以容納有序的A型種子RNA。研究指出，Cpf1具有不同于Cas9的獨特目標識別機制。

前不久，麻省總醫(yī)院、哈佛醫(yī)學院的研究人員解析了Cpf1核酸酶在人類細胞中的全基因組特異性。研究結果發(fā)布在6月27日的《自然生物技術》（Nature Biotechnology）雜志上。麻省總醫(yī)院病理學系研究員及研究副主任J. Keith Joung博士及研究員Benjamin P Kleinstiver博士是這篇論文的共同通訊作者。近年，Joung在CRISPR研究中取得了大量重要的研究成果。

《自然》（Nature）雜志此前發(fā)布的一篇研究論文，描繪了CRISPR-Cpf1系統(tǒng)的分子細節(jié)，為實現(xiàn)其基因編輯應用奠定了基礎。領導這一研究的任職于德國馬克思普朗克感染生物學研究所和瑞典于默奧大學的Emmanuelle Charpentier教授。Charpentier與加州大學的Jennifer Doudna，哈佛-麻省理工大學Broad研究所的張鋒博士一致被科學界公認為是CRISPR/Cas9技術開發(fā)中的重量級人物。