本报黑龙江讯（通讯员 衣晓峰）哈尔滨工业大学生命学院黄志伟教授课题组的一篇学术论文日前在国际著名的《自然》杂志上在线发表。此项成果深刻揭示了Anti-CRISPR蛋白抑制SpyCas9活性的奥秘，诠释了细菌免疫系统与噬菌防御系统的共进化分子机理，为精确控制链球菌基因编辑活性工具提供了结构基础。在该项机制原理的基础上，人类有望在基因治疗领域开发出各种各样的调控基因的产品，而不会让基因在没有“制动装置”下失控，而发生像科幻大片里的“灾难”。

    基因编辑被认为能改写生命的蓝图，人类不仅需要利用基因编辑系统，还要为其套上“笼头”，以减少基因编辑脱靶带来的严重后果。在人们现已掌握的生物医学研究及基因治疗领域中，SpyCas9系统是当下最重要、也是最广泛使用的基因编辑工具，目前被风暴般应用于细胞、组织或个体内DNA的敲除、激活、修饰等领域。专家解释说，人在生病之时，不是DNA发生了突变，就是细菌或病毒感染了人体细胞。如果能把这些不良的基因剔除掉，患病的机体就会康复了。但SpyCas9在细胞里的活性不受“约束”和“制约”，反而可能产生破坏性。换句话说，如何让SpyCas9剔除指定的“坏基因”而不殃及其他基因，怎样能在某个时间点上敲除DNA，而在其他时间段不发生作用，这些都是当下用于细胞或组织的基因编辑、基因治疗等亟待解决且极具挑战性的科学问题。

    此前的研究，科学家发现了可以减少其负面效应的基因Anti-CRISPR，其中的“抑制机理”却一直未被揭开。黄志伟课题组在国家自然科学基金委、哈工大青年科学家工作室等基金的资助下，通过建立体外生物化学研究系统，深入揭示了Anti-CRISPR蛋白抑制SpyCas9基因编辑活性的靶向控制机制，证实Anti-CRISPR蛋白AcrIIA4结合链球菌后抑制底物PAM DNA结合链球菌，能拮抗链球菌活性，并发现噬菌体抑制细菌的适应性免疫系统的最合适时期，由此撩开了细菌免疫系统与噬菌体防御体系“军备竞赛”的共进化的神秘“面纱”，同时为设计时间、空间特异性和条件性地精确控制SpyCas9基因编辑系统活性的工具提供了结构基础。

    时下，在一些科幻大片中，利用基因技术出现“失控”的桥段屡见不鲜，而这种风险现实中也存在——在利用“CRISPR-Cas系统”进行基因编辑中，如何减少SpyCas9过度激活或长时间活性带来的基因编辑脱靶效应；如何对SpyCas9的活性予以精确控制而不能惊现“刹车失灵”，就是亟需破解的难题。黄志伟教授评价说，只有使用并操控好这个工具，才能在人类的基因治疗、遗传病防控等领域有更多更大的作为。

    据介绍，上述成果是黄志伟团队在病原与宿主相互作用和基因编辑分子机制科研领域取得的又一重大成果。下一步，黄志伟团队将就此开发链球菌活性抑制剂，其中识别氨基酸序列技术已申请专利保护。