莱斯大学的研究人员利用名为Sequence Display的人工智能辅助蛋白质进化平台,创造了紧凑型CRISPR酶SlugCas9的新变体,能够编辑此前难以触及的DNA片段。这项工作发表于《自然·通讯》,并于2026年11月4日报道。
障碍在于PAM,即作为Cas9酶停靠位点的短DNA序列。如果不能识别合适的PAM,酶就无法精确编辑相邻片段。SlugCas9是一种流行的紧凑型Cas9,它对四个感兴趣的PAM识别能力较弱,常常滑脱或无法结合。
利用Sequence Display,团队生成了大规模的序列-活性数据集,人工智能用这些数据为每种功能识别最有前景的蛋白质序列。据研究人员称,有前景的候选变体在一周内就被找到,这与此前尝试为相同PAM进化其他Cas9变体收效甚微形成了对比。
在概念验证中,进化后的变体在培养细胞中编辑了与冠心病风险相关的APOC3和PCSK9基因位点。这些编辑引入了可能具有保护作用的遗传变化,与较低风险相关——但界限很重要:结果是在培养细胞中证实的,而非在人体中,这也不是一种可用的治疗方法。
据通讯作者韩霄称,更广泛的价值在于方法本身:快速进化针对复杂技术需求量身定制的Cas9酶(及其他蛋白质),而不是依赖单一通用酶。该研究针对难以处理的NNAN家族PAM,并强调紧凑型酶更易递送,但识别靶点较少——这正是新工作试图缓解的瓶颈。
图片来源:Cas9结构示意图,来自维基共享资源。
来源:MedicalXpress / Rice University(2026年11月4日);Nature Communications,Cheng等人(2026年10月30日发表)。
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